模态参数识别ERA方法

资 源 简 介

模态参数识别ERA方法

详 情 说 明

模态参数识别是现代结构健康监测和振动分析中的关键技术，其中特征系统实现算法（ERA）是一种经典的环境激励识别方法。该方法通过处理环境激励下的振动响应数据，能有效识别结构的固有频率、阻尼比和振型等模态参数。

ERA方法的核心思想是基于系统的脉冲响应数据构建Hankel矩阵，通过对该矩阵进行奇异值分解实现系统降阶，最终求解出系统的状态空间模型。该方法最大的优势在于不需要测量输入激励，仅凭输出响应即可完成参数识别，特别适用于桥梁、建筑等难以施加人工激励的大型结构。

典型的实现流程包含三个关键步骤：首先对采集的振动信号进行预处理和脉冲响应估计；然后构造Hankel矩阵并进行奇异值分解确定系统阶次；最后通过状态空间模型计算模态参数。整个过程需要注意噪声抑制和虚假模态剔除，常用的判据包括模态置信因子和稳态图分析。

相比传统频域方法，ERA在识别密集模态和阻尼参数方面表现更优，且计算效率较高。该方法可广泛应用于机械故障诊断、土木工程监测等领域，为结构动态特性评估提供重要依据。实际应用中需注意采样频率设置和传感器布置方案对识别结果的影响。