旋转机械运行状态下会产生谐激励,其对应的谐波模态会严重影响结构模态参数识别的准确性甚至造成完全错误的结果。本文针对运行模态分析中的谐激励问题进行研究,探究了谐波模态检测和剔除的方法,并验证了以功率谱密度传递率作为初始数据进行运行模态分析的可靠性。在谐波模态检测中,采用概率密度曲线、峭度值和谱峭度检测的方法,探讨了三种方法的特点并进行了算例验证,相比于时域两种方法,频域谱峭度法具有全频带检测、无需滤波处理和抗噪性强的优点。在谐波模态剔除中,首先采用了阻带滤波的思路进行谐波剔除,但其受滤波污染的问题不容忽视。随后采用半功率谱矩阵剔除谐波模态,通过多项式曲线拟合得到系统的留数,便可重构出谐波模态的半功率谱矩阵;然后将其从整个半功率谱矩阵中剔除,最后对只包含结构模态的半功率谱矩阵进行辨识。通过与阻带滤波剔除谐波模态相比,基于半功率矩阵的剔除方法无需进行滤波处理且计算时间短,识别结果更准确。在实际工程中系统所受的环境激励并非理想的白噪声类型,因此以上模态分析方法具有一定的局限性。本文研究验证了功率谱密度传递率的理论性质,结果表明在系统极点处功率谱密度传递率的值仅与振型在原点和参考自由度处的分量有关。接着采用PSDTM-SVD方法,以功率谱密度传递率进行模态分析。算例表明,在非白噪声激励和谐激励情况下所获得的模态参数识别结果依然可靠。最后通过铝合金舵面的模态振动试验,验证了上述运行模态分析方法的有效性和工程可行性。