模态是结构的固有属性,可反映结构的动力性能,在土木工程中常以模态参数作为评价结构动力特性的指标。模态参数按照是否需要输入（激励）信息分为运营模态和实验模态,运营模态分析是仅通过输出（响应）数据来获取模态参数;实验模态分析需要在输入（激励）数据和输出（响应）数据均已知的情况下,才能够得到结构的模态信息。由于激励已知,通过结构响应可获取结构的频响函数,相比于运营模态分析,频响函数的幅值明确,可用于确定各阶次模态的贡献量,精确获取阻尼比等模态参数。然而,目前国内外大多数的实验模态软件存在模态识别过程不够自动,需要专业人员人工设置大量参数,虚假模态剔除的准确与否需要专业人员来控制等问题,因此在激励已知的条件下让结构模态识别过程自动化,精简参数设置,使软件便于工程人员使用显得尤为重要。本文选择最小二乘复频域法作为模态参数识别的主要算法,并在此基础上研发出一款集可视化建模、信号数据采集与模态参数自动识别于一体的工程软件,并进一步与采集设备对接,实现实验模态分析软硬件结合的一体化。本课题从实验模态领域与模态自动化的研究现状入手,对实验模态识别方法进行梳理总结,选择最小二乘复频域法作为模态识别算法,并对算法进行详细的理论推导和MATLAB程序实现,通过结合稳定图,得到基本模态信息,并采用四自由度集中质量模型算例验证了程序的正确性。同时针对实验模态参数识别过程中不够自动化的问题进行相应优化,主要的改进内容包括五方面,分别为:自动判断连击;自动生成谱线数;自动划分分析频带;自动确定稳定图计算范围;自动剔除模态虚假点,并通过悬臂梁模型实验验证了改进内容的可行性。依托MATLAB软件中的App Designer进行模态自动识别软件的开发,主要从软件界面的人机交互与功能编程两方面对模态自动识别软件的界面布局与功能模块进行设计。软件的主体功能布局采用菜单栏形式,由于激励信息已知,需要包括激励、响应信息的数据采集和数据分析,因此软件的整体功能由五部分构成,分别为文件模块、几何建模模块、数据准备模块、模态分析模块、帮助模块。本软件主要集中开发了几何建模模块中的坐标生成模型子模块、数据准备模块中的数据采集子模块以及模态分析模块,其中坐标生成模型功能用于结构几何模型的构建;数据采集功能用于控制NI c DAQ-9171数据采集卡进行信号的实时采集并将信号采集过程中的时程图像进行同步显示;模态分析模块则根据采集到的数据进行模态参数的自动分析计算。应用本软件对悬臂梁的模态信息进行分析计算,并对比LMS Test.Lab的分析结果,证明了本软件分析结果和精度与LMS Test.Lab的分析结果基本一致,同时验证了本软件自动识别模态参数的有效性,便于实际工程人员使用。