1 用途

    EMAS(Experimental Modal Analysis Software)模态试验与分析软件（以下简称EMAS），与数据采集设备配套使用，为客户提供完整的模态测试与分析解决方案，方便用户完成三维建模、数据采集、信号处理、工作变形分析、模态识别、三维动画显示等任务。

    EMAS集成了强大的模态识别功能，涵盖模态分析领域主流算法，性能与国外同类产品相媲美，广泛应用于航天、航空、兵器、核工业、风电、交通、船舶、冶金、石油、建筑等行业及高校和研究所，涉及产品设计、验证、考核、检测、故障诊断、教学、研究等相关领域。

2 系统组成

EMAS软件系列包括：

☆IMAS瞬态激励模态试验与分析软件(Impulse)

用于单输入单输出(SISO)和单输入多输出(SIMO)脉冲激励模态试验与分析。

☆SMAS稳态激励模态试验与分析软件(Steady-Excitation)

用于SISO、SIMO和多输入多输出(MIMO)稳态激励模态试验与分析。

☆OMAS工作（运行）模态试验与分析软件(Operational)

用于工作模态试验与分析和工作变形分析。

    EMAS采用模块化设计，软件结构上分为采集与分析、模态识别、几何图形，集成几何建模、信号源输出、信号采集、信号处理、模态识别和动画显示等功能模块，实现数据采集、时域分析、频域分析、结构建模、工作变形(ODS)分析、模态识别、模态判别(包括MAC和MSF)、动画显示等功能，并可对试验信息和数据进行有效管理。

3 功能特点

(1)几何建模

☆直角坐标、柱坐标和球坐标等多种输入方式；

☆点、线、面的添加、删除与修改；

☆建立约束关系。

(2)信号源输出

☆随机信号、正弦扫频信号可选；

☆正弦信号、随机信号参考谱可设置；

☆随机信号通道间相干、相位可设置；

☆输出信号增益可调节。

(3)数据采集

☆多窗口设计，多样化图文显示方式，图形操作方便；

☆手动采集、触发采集和定时采集方式可用；

☆连击判断提示、增益自动调节、测点自动编号；

☆千通道同步采集、显示和存储；

☆信号实时处理功能包括：频谱、功率谱、互谱、频响函数、相干函数等。

(4)数据处理

☆多种格式的数据读写，包括：txt、dat、xls、doc、mat、uff、par等格式；

☆滤波、多项式拟合、自相关、互相关等预处理；

☆频谱、功率谱、互谱、相干函数、频响函数等频域分析；

☆互谱（单参考或多参考）、频响函数（单输入或多输入）批处理。

(5)模态识别

☆向导式设计，操作简单，使模态分析工作变得易于掌握；

☆IMAS和SMAS模态分析方法包括：拟合圆、分量分析、正交多项式、频域多参考、复模态指数函数、最小二乘复频域法、时域最小二乘复指数法、时域总体参数识别和时域特征值；

☆OMAS模态分析方法包括：峰值法、频域分解法、最小二乘复频域法、时域最小二乘复指数法、时域总体参数识别和时域特征值；

☆稳态图、模态比例因子MSF、模态判定准则MAC等多种模态提取参考。

(6)动画显示

☆多窗口设计，对比分析更为方便；

☆多样化三维显示方式，点、线、面显示切换；

☆俯视、仰视、侧视、四视切换；

☆图形操作丰富，动画幅度、速度自由调节，使用户对振型的观察更为直观；

☆模态参数多种输出方式，包括数据文件、动画贴图和视频保存等。

(7)试验管理

☆数据管理；

☆试验信息管理。

4 性能指标

表1  IMAS及SMAS识别方法及应用

方法	应用	自由度数	求解域	估计区间	输入数
分量分析	频率、阻尼、振型	单	频域	局部	单
拟合圆	频率、阻尼、振型	单	频域	局部	单
复模态指示函数	频率、阻尼、振型	单	频域	局部	单
频域多参考	频率、阻尼、振型、参与因子	多	频域	全局	多
正交多项式	频率、阻尼、振型	多	频域	局部	单
最小二乘复频域	频率、阻尼、振型、参与因子	多	频域	全局	多
特征系统实现	频率、阻尼、振型、参与因子	多	时域	全局	多
时域总体辨识	频率、阻尼、振型、参与因子	多	时域	全局	多
最小二乘复指数	频率、阻尼、振型	多	时域	全局	单

表2  OMAS识别方法及应用

方法	应用	自由度数	求解域	估计区间	输入数
峰值法	频率、阻尼、振型	单	频域	局部	单
频域分解法	频率、阻尼、振型	单	频域	局部	单
最小二乘复频域	频率、阻尼、振型、参与因子	多	频域	全局	多
特征系统实现	频率、阻尼、振型、参与因子	多	时域	全局	多
时域总体辨识	频率、阻尼、振型、参与因子	多	时域	全局	多
最小二乘复指数	频率、阻尼、振型	多	时域	全局	单

 5 实际案例

1）公路桥测试                

2）发电机转子测试

3）风力发电机叶片测试

4)柴油发动机测试

5)某型号运载火箭仪器舱测试