模态分析方法分类

模态分析⽅法主要分三类，分别是试验模态分析EMA、⼯作模态分析OMA和⼯作变形分析ODS。

试验模态分析（Experimental　Modal　Analysis，EMA），也称为传统模态分析或经典模态分析，是指通过输⼊装置对结构进⾏激励，在激励的同时测量结构的响应的⼀种测试分析⽅法。输⼊装置主要有⼒锤和激振器，因此，试验模态分析⼜分为⼒锤激励EMA技术和激振器激励EMA技术。

激振器激励EMA技术根据激振器的数量⼜分为单点激励多点响应测量技术（SIMO）和多点激励多点响应测量技术

（MIMO）。单点激励多点响应测量技术是指仅使⽤⼀个激振器固定在某测点位置激励结构，测量所有测量⾃由度的响应，经过FFT变换计算频响函数（FRF）。多点激励多点响应测量技术是指使⽤多个激振器激励结构，测量所有测量⾃由度的响应，经FFT变换计算多输⼊多输出下的频响函数（MIMO-FRF）。多点激励多点响应测量技术具有输⼊能量更均匀、数据⼀致性更好、能分离出密集模态和重根模态等优点，⼀般在⼤型复杂或轴对称结构模态试验中采⽤该⽅法，效果更理想。

⼒锤激励测量技术分为单参考点锤击技术（SMRT）和多参考点锤击技术（MRIT）。单参考点锤击技术⼜分为⼒锤固定和⼒锤移动两种⽅式，⼒锤固定时是指⼒锤固定在⼀个位置进⾏锤击，多个响应传感器⼀次或分批次测量结构的响应。该⽅法同时也属于单输⼊多输出测量技术（SIMO）。当⼒锤移动时，根据传感器的数⽬，⼜分为单输⼊单输出和单输⼊多输出。固定的响应传感器为1个时，此时⼒锤移动遍历所有测点，那么时此，对应的是单输⼊单输出⽅式（SISO）。当固定的传感器数⼤于1时，⼒锤移动遍历锤击所有测点，此时对应的是单输⼊多输出⽅式（SIMO），该⽅式可⽤多输⼊多输出模态识别技术进⾏模态参数识别，能分离出密集模态和重根模态。

⼯作模态分析（Operational Modal Analysis，OMA），也称为只有输出的模态分析，⽽在⼟⽊桥梁⾏业，⼯作模态分析⼜称为环境激励模态分析。这类分析最明显的特征是对测量结构的输出响应，不需要或者⽆法测量输⼊。当受传感器数量和采集仪通道数时，需要分批次进⾏测量。

⼯作变形分析（Operational Deflection Shape，ODS），也称为运⾏响应模态。这类分析⽅法也只测量响应，不需要测量输⼊。但是它跟OMA的区别在于，OMA得到的是结构的模态振型，⽽ODS得到的是结构在某⼀⼯作状态下的变形形式。此时分析出来的ODS振型已不是我们常说的模态振型了，它实际是结构模态振型按某种线性⽅式叠加的结果。只是⼈们还习惯性地称这种变形形式为振型⽽已。

试验模态分析EMA需要⼈⼯激励，⼀般现场试验难以实现，多半在实验室中进⾏。相对于OMA⽽⾔，需要使⽤激励装置，故增加了设备费⽤，成本加⼤。另⼀⽅⾯，在实验中进⾏OMA测试，结构在实验室的状态可能与实际使⽤的状态⼤不相同。实验室易于进⾏部件试验，难以完成⼤型系统试验。

⼯作模态分析OMA⽆需⼈功激励，节省了激励设备投资。由于仅测量响应，相当于把“振动试验”简化成“响应测量”，故可⽤于机械状态监测和结构健康监测。测量时，可以⽤部分或全部测点作为参考点，因此，OMA还具有多输⼊多输出MIMO的特点，能区分密集模态和重根模态，适⽤于复杂结构。