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本文主要研究了未知输入下结构模态参数辨识和模型降阶的问题,具体的研究内容如下: (1)研究了随机子空间法和特征系统实现法这两种模态识别方法的原理及实现过程,并借助稳定图这一系统定阶工具帮助剔除虚假模态。通过两组数值算例证明了这两种模态识别方法的有效性,并且验证了这两种方法在噪声的干扰下仍能得到很好的识别效果。介绍了 L形铝结构的振动试验过程,并利用所得到的试验数据进行了模态参数识别,均得到了较好的识别效果。但和数值仿真相比,由试验数据得到的稳定图较为混乱,可能得到的虚假模态会比较多。 (2)研究了分量价值分析的概念,通过对性能指标的分解获得各分量对总性能价值的贡献,并通过引入模态坐标将分量价值分析推广到模态价值分析。推导了各阶模态价值的公式,并通过数值算例将模态价值分析用于悬臂梁和空间桁架结构的模型降阶,得到了非常满意的结果。 (3)研究了模型降阶对系统能控、能观性的影响以及由模型降阶所产生的模态溢出现象。研究了控制系统设计的主要方法,通过降阶后的状态空间模型 H∞控制器,并完成了对空间桁架结构的控制。对比了模型降阶前后所设计控制系统对桁架结构的控制效果,证明了降阶模型可以很好的用于控制系统的设计。 模态参数识别和模型降阶作为一个重要的研究领域还有许多方面需要探索,由于本人的能力和时间有限,本文仅做了有关该课题的部分工作,还有很多工作如基于试验数据模态识别的准确性问题,模型降阶和控制系统如何结合等问题都值得进行深入的研究。