融合多工况功率谱密度函数的工作模态分析方法

来源：振动与冲击杂志2024年第4期北京时间：

作者：曾舒洪，康杰，孙嘉宝，罗杰

单位：南京航空航天大学航天学院，南京211106

摘要：频域分解(Frequency Domain Decomposition，FDD)方法是开展环境激励下结构工作模态分析(Operational Modal Analysis,OMA)的常用方法。但是，现有的FDD方法存在一些不足：(1)无法剔除非白激励及谐波激励引起的虚假模态；(2)无法区分结构密集模态与不相关非白激励产生的虚假模态。通过研究发现功率谱密度(Power Spectral Density，PSD)矩阵的秩是FDD方法性能的决定性因素。在此基础上，提出一种新的工作模态识别OMA方法，该方法结合了不同激励工况下的响应PSD函数矩阵，并分别对单个激励工况下的响应PSD矩阵与多工况下的增广响应PSD矩阵进行奇异值分解，通过对比单工况PSD矩阵与增广PSD矩阵在奇异值峰值处秩的变化，识别出包括密集模态在内的结构模态参数，并消除由非白激励产生的虚假模态。采用桁架结构仿真算例和广州塔的工程数据集验证所提方法的有效性。

关键词：工作模态分析；非白噪声激励；密集模态；功率谱密度