张永年， 王 彤， 夏遵平

(南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京，210016)



基于传递率函数的运行模态分析方法*

张永年， 王 彤， 夏遵平

(南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京，210016)

传统的运行模态分析方法在推导过程中多假设激励为白噪声，造成在应用上有一定的局限性。提出了一种基于传递率函数的运行模态分析方法，无需采用白噪声假设，利用两种不同载荷情况下的传递率函数构造有理函数，通过有理分式Forsythe正交多项式法对其进行拟合，得到模态频率、阻尼和振型参数。最后，采用机翼模型仿真算例和悬臂梁实验，验证了在非白噪声激励情况下该方法的有效性与可靠性。

模态参数识别； 运行模态分析； 传递率函数； 有理函数； 正交多项式

引 言

随着科学技术的发展，在航空航天、车辆、机械、土木等工程领域，结构动力学问题日益突出。模态分析技术已成为解决此类问题不可或缺的手段，其中，传统的实验模态分析方法(experimental modal analysis，简称EMA)是在实验室中完成，实验结果准确，相关的实验方法也较为完善[1]。运行模态分析(operational modal analysis，简称OMA)是只从振动响应信号中提取模态参数的一项技术[2]。这与EMA相比，OMA不需要人工激励，测试成本低且能在系统正常运行情况下进行测试，更能反映系统真实的动力学性能。

近年来发展了许多运行模态识别方法。其中，时域方法占大多数并且应用更为广泛，代表性的有随机减量(random decrement technique，简称RDT)法[3]、基于ARMA模……