MATLAB试验模态参数自动识别系统：基于时域分解法的模态分析工具

资 源 简 介

本MATLAB项目通过处理结构在自由振动或环境激励下的响应信号，利用时域识别算法自动提取固有频率、阻尼比和振型系数。系统支持多测点输入，提供模态参数的可视化展示与数据导出功能，适用于工程结构的动态特性分析。

详 情 说 明

基于时域分解法的试验模态参数自动识别系统

项目介绍

本项目旨在开发一个自动识别结构模态参数的系统。系统通过采集结构在自由振动或环境激励下的动力响应信号，运用先进的时域识别算法，自动提取结构的模态参数。该系统适用于土木工程、机械工程等领域的结构健康监测与动力学特性分析。

功能特性

• 自动化识别：从原始响应信号到最终模态参数，实现全流程自动化处理，减少人为干预。
• 多算法融合：结合时间序列分解技术、随机减量法（Random Decrement Technique）和Ibrahim时间域（ITD）算法，提高识别精度与可靠性。
• 多测点支持：能够处理多通道输入的加速度或位移响应信号。
• 参数全面：可自动识别结构的固有频率、阻尼比、振型系数以及模态置信因子。
• 结果可视化：生成三维模态振型动画，直观展示结构振动形态。
• 数据导出：支持将识别的模态参数与可视化结果以多种格式（如PDF报告、GIF动画）导出，方便后续分析与报告撰写。

使用方法

1. 准备输入数据：

* 响应信号：将多通道加速度或位移响应信号保存为.mat（MATLAB数据文件）或.txt（纯文本，每列为一个测点）格式。 * 采样频率：准备一个标量值，单位为Hz。 * 测点坐标：准备一个N×3的数组，定义每个测点的三维空间坐标（单位：米），其中N为测点数量。 * 预处理参数（可选）：可根据需要设置信号滤波的截止频率或数据截取的时间区间。

1. 运行主程序：在MATLAB环境中运行main.m脚本。程序将引导用户选择或输入上述数据及参数。

1. 获取输出结果：程序运行完毕后，将在指定输出目录生成：

* 模态频率列表（Hz） * 模态阻尼比列表 * 振型矩阵 * 模态置信因子 * 三维模态振型动画（.gif） * 详细的模态参数识别报告（.pdf）

系统要求

• 操作系统：Windows 10 / 11, macOS, 或 Linux
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本
• 必要工具箱：需要安装 MATLAB 的 Signal Processing Toolbox 和 Statistics and Machine Learning Toolbox。

文件说明

main.m文件作为整个系统的总控入口和调度核心，负责串联从数据输入、预处理、核心算法执行到结果输出与可视化的全部流程。其主要功能包括：读取用户提供的响应信号与参数信息；对原始信号进行必要的预处理操作，如滤波或截取；调用随机减量法、ITD算法等核心识别模块计算模态参数；评估识别结果的可靠性；生成振型动画和综合识别报告；最后将所有关键结果保存至文件。