1.一种面向大跨屋盖结构模态测试的阶跃激励快速优化方法，其特征在于，所述面向大跨屋盖结构模态测试的阶跃激励快速优化方法包括以下步骤：步骤一，推导结构自由振动响应的模态贡献指标；

步骤二，定义激发目标模态的模式向量，并设定目标模式向量；

步骤三，建立产生阶跃激励的荷载分布与目标模式向量之间的显式数学关系，采用带边界约束最小二乘解法求解优化问题；

结构假定为粘性阻尼多自由度体系，在突卸荷载p后产生具有初始位移的自由振动响应式中：θj为结构的第j阶关于质量归一化后的模态振型；αj为p作用下的广义静力位移；

ωj、 ωdj和φj分别为模态j的无阻尼固有圆频率、阻尼比、阻尼固有圆频率和相位；n为自由度数量；下标j表示第j阶模态；

广义静力位移αj具体表达为：

式中：ηj为结构第j阶模态特征值； 为模态j的广义荷载；

激发目标模态的模式向量为：

式中：设定目标模式 若 则认为模态j‑2～j+2之中，只有模态j对结构振动起贡献作用，而其他模态均无贡献；此时，模态j就被完全激发，不受其他模态干扰；

将式(2)带入式(3)，则 这一优化目标被整理后描述为：式中：Pj是对应 的荷载向量；由于 是常数，因此式(4)中的右端项是和 一样的向量；只需要求解Pj中各元素的相对分布，将式(4)右端项中的 忽略，则式(4)将重新表达为：其中系数矩阵Aj具体表达形式为

式中：θj,n表示θj在第n个自由度上的幅值；Aj中的行对应模态编号，列对应着自由度；

将未施加荷载的自由度从Pj和Aj中删除，从而得到缩减的荷载向量 和系数矩阵故式(6)缩减为：上式的最小二乘解为：

式中： 是缩减系数矩阵 的广义逆；式(8)得到的荷载分布并未限制自由度方向；铅锤荷载约束的式(7)求解问题用带边界约束的最小二乘解方法来求解，得到：式中：lb和ub分别是 内各元素取值的上、下界限向量；由于采用的是铅锤荷载，因此lb和ub分别取0和1；式(9)采用成熟的非负最小二乘解方法进行求解。

2.如权利要求1所述的面向大跨屋盖结构模态测试的阶跃激励快速优化方法，其特征在于，在获得式(9)的最优解 之后，相应的最优模式向量 也能由 直接求得；

将优化后的荷载 施加于大跨屋盖结构，待静力位移稳定后突然同时卸载，使结构产生自由衰减振动后，采集结构的振动数据并利用传统的时域方法对目标模态j进行识别，如此则完成基于阶跃激励快速优化的大跨屋盖结构模态测试。