MATLAB多模态结构动力学分析与识别工具箱

资 源 简 介

本MATLAB工具箱为结构动力学研究提供全面的模态分析与识别功能，集成了经典时域（如Prony法、ERA）与频域分析方法，适用于机械、航空航天及土木工程领域，支持多模态参数识别与系统响应仿真。

详 情 说 明

多模态结构动力学分析与识别工具箱

项目介绍

本工具箱是一个功能全面的模态分析与识别系统，主要适用于机械工程、航空航天及土木工程等领域的结构动力学研究。系统集成了经典时域识别方法（如Prony法、特征系统实现算法ERA）与频域分析方法，并配备了有限元模态分析模块。用户可通过该系统实现结构模态参数的精确识别、振型可视化验证以及模型相关性分析，支持对复杂结构系统的动态特性进行全面评估。

功能特性

• 多源数据支持：支持时域振动响应信号、频响函数矩阵、有限元模型文件等多种数据输入格式
• 时域识别算法：集成Prony法、特征系统实现算法（ERA）等经典时域模态参数识别技术
• 频域分析方法：提供频响函数拟合、峰值拾取法等频域模态分析技术
• 有限元模态分析：支持NASTRAN格式导入，实现有限元模态分析与实验模态验证
• 综合验证评估：提供模态置信因子（MAC）、模态纯度指标等验证指标
• 可视化展示：生成模态振型动画、频响函数拟合曲线、稳定性图等直观结果
• 专业报告输出：自动生成包含模态参数不确定性分析和模型修正建议的分析报告

使用方法

1. 数据准备：准备时域数据（多通道振动响应信号）、频域数据（频响函数矩阵）或结构参数（有限元模型文件）
2. 参数配置：设置传感器位置坐标、激励点信息、采样频率等测试配置元数据
3. 分析执行：选择相应的分析模块（时域识别、频域分析或有限元分析）执行计算
4. 结果查看：查看输出的模态参数表、验证指标和可视化结果
5. 报告生成：获取完整的分析报告，包含参数识别结果和模型修正建议

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 推荐内存：8GB以上
• 磁盘空间：至少1GB可用空间
• 操作系统：Windows 10/11，Linux或macOS

文件说明

主程序文件整合了工具箱的核心功能，实现了从数据输入到结果输出的完整分析流程。该文件包含时域模态识别算法（Prony法和ERA算法）的执行模块、频域分析功能（频响函数处理和峰值检测）以及有限元模态计算能力。同时，它还负责模态参数验证指标的计算、多种可视化结果的生成（包括振型动画和稳定性图）以及最终分析报告的自动生成，为用户提供一站式的结构动力学分析解决方案。