随着科学技术的发展,机床日益向高速、高效、精密和自动化方向发展,因此对其加工性能的要求也越来越高。为了使机床能够高速、高效、高质量地工作,其结构必须具有良好的动态特性。又由于机床结构的动态特性对其工作性能、效率、稳定性和可靠性等有很大的影响,目前它已经成为衡量机床结构性能好坏的重要指标。因此,提高机床结构的动态性能已经成为机床行业走向现代化的研究课题之一。鉴于此,本文结合国家973计划“高速数控机床动态行为演变及其高精度控制”项目以及国家863计划“基于动态特性的大型数控装备可靠性建模与评估技术”项目,研究了数控机床“自激励”的实验模态分析方法及其自激励信号的特性。本文主要研究成果有:利用数控机床运动的可控性,设计了一种数控机床的自激励方法,研究了工作台运动规律的G代码实现。通过对工作台运动的动态测试和运动规律的激振效果比较,为自激励方法的可行性提供依据。利用自激励方法以及峰值拾取法,对一竖直梁结构进行模态分析,得出梁结构的前四阶弯曲固有频率和振型,与锤击法辨识结果十分接近,验证了自激励方法的有效性。对XHK5140数控铣床立柱进行自激励模态分析实验,得出了立柱的五阶固有频率和振型,大部分固有频率和振型与锤击法辨识结果比较吻合,辨识结果表明了自激励方法能够运用到数控机床的模态分析上。分析了工作台运动规律、进给速度和进给方向对自激励信号特性的影响规律。