1.1.2 模态参数辨识的基本任务
结构动力学系统由输入（动态激励）、系统（结构）和输出（动力学响应）三部分构成［11］，如图1.1所示。根据研究的具体问题不同，可将动力学问题分为三类：第一类问题是已知结构参数和动态激励，求解系统的动力学响应，这属于结构动力学的正问题；第二类问题是已知动态激励和动力学响应，估计（或称辨识／识别）结构的模态参数或物理参数，这称为结构动力学的第一类反问题，在振动理论中又称模态分析；第三类问题是已知结构参数和动力学响应，估计动态激励，这称为结构动力学的第二类反问题，又称载荷识别。
图1.1 结构动力学系统
模态参数辨识问题属于第一类反问题，其目的是基于测量的动态激励及动力学响应数据，在给定的模型集中通过数学工具来确定能反映系统动态特性的最优模型，从而估计系统的模态参数。因此，模态参数辨识涉及以下三个要素［12］：
（1）系统的动态激励及动力学响应数据。
（2）模型集（或模型结构）包含所有的候选模型。(https://www.daowen.com)
（3）基于数据选择最优模型或评判候选模型的准则或花费函数。
在实际中，模态参数辨识的基本步骤如下［6，13］：
第1步，设计并进行振动试验。该步骤主要用于获取结构的输入／输出数据。
第2步，数据处理与模型建立。该步骤主要对测量的输入／输出数据进行处理，并估计结构的模态参数。
第3步，模型验证。该步骤主要对估计出的模态参数进行验证，通常可分为直观验证、数学工具验证、应用验证三个阶段。
早期的模态参数辨识方法主要基于振动试验，其作用在结构上的动态激励可测可控，因此发展出了基于系统输入／输出数据的EMA方法。随着模态分析应用领域的扩展，EMA方法逐渐不能满足需求，特别是对于大型结构，很难施加可控可测的激励，或很难在工作状态下测量作用在结构上的动态载荷，因此发展出了OMA方法［14］。在此情况下，系统的动力学响应同时反映了系统与动态激励的特性，必须对作用在结构上的激励进行假设。由于作用在结构上的激励通常为环境激励（如环境热、风载荷等），因此激励通常被假设为宽带白噪声。与EMA方法相同，OMA方法也具备三个要素数据、模型集、准则或花费函数，且基本步骤相同，但所需数据中只有动力学响应数据。
