试验类型的分类详解

模态分析类型主要分三类，分别是实验模态分析EMA、工作模态分析OMA和工作变形分析ODS。

实验模态分析（Experimental Modal Analysis，EMA）也称为传统模态分析或经典模态分析，是指通过激励装置对结构进行激励，在激励的同时测量结构响应的一种测试分析方法。激励装置主要有力锤和激振器。因此，实验模态分析又分为锤击法和激振器法。

根据激励个数和响应个数，EMA又分为单输入单输出测量技术（SISO）、单输入多输出测量技术（SIMO）和多输入多输出测量技术（MIMO）。SISO通常是指只有一个激励和一个单向传感器，一般锤击法有可能采用这种测量方式。SIMO是指仅使用一个激励，有多个响应测量自由度，锤击法和激振器法都有可能采用SIMO方式。MIMO是指使用多个激振器激励结构，多个响应测量自由度。MIMO方式具有输入能量更大、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，分析效果更理想。

工作模态分析（Operational Modal Analysis，OMA）也称为只有输出的模态分析，在土木桥梁行业，工作模态分析又称为环境激励模态分析或脉动法模态分析。这类分析最明显的特征是仅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量限制时，可能需要分批次进行测量。(www.xing528.com)

工作变形分析（Operational Deflection Shape，ODS）也称为运行响应模态分析，严格意义上讲，此类分析不是模态分析。前面我们已经讲过，ODS是各阶模态的线性叠加。它又分为时域ODS和频域ODS，时域ODS是所有模态在当前这一时刻的叠加，频域ODS是所有模态在当前频率处的叠加。ODS跟模态分析的区别在于，模态得到的是结构的模态振型，而ODS得到的是结构在某一状态下的变形或总响应，如图4-13所示。此时分析出来的ODS振型已不是我们常说的模态振型，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。

实验模态分析需要激励，一般现场试验较难实现，多半在实验室中进行。相对于OMA而言，EMA需要使用激励装置，故增加了设备费用，成本加大。另一方面，在实验室中进行EMA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无须测量激励，节省了激励设备投资。由于仅测量响应，相当于把“模态试验”简化为“响应测量”，故可用于机械状态监测和结构健康监测。测量时，可以用单个或多个测点作为参考点，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。