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在测量数据有限情况下，由于难以获得频响函数（FRF）的准确估计，使用FRF作为原始数据的传统模态参数识别方法将不再适用。针对该问题，提出一种基于频响函数左矩阵分式模型的模态参数识别方法。该方法直接使用输入输出数据FFT谱（IO谱）作为原始数据，避免了频响函数估计。通过最小二乘估计在Z域内求解模态参数，改善了矩阵的求解性态。针对左矩阵分式模型的特点，给出了一种通过主分量分析（PCA）建立稳定图的方法。最后采用GAR—TEUR飞机模型建立仿真算例对所提出的方法进行了验证。