机翼结构的力学试验分为动力特性分析试验和力学环境模拟试验两类。实验模态分析及参数辨识是机翼结构动力特性研究、响应分析等方面的主要手段。将响应之间的传递关系作为系统频率响应函数的加权表达式，从而使得试验数据能够进行模态分析，完成了固有频率、振型和模态阻尼比等模态参数的辨识。　　 参数时变的现象广泛存在于过程控制、航空航天、故障诊断、机器人控制等领域，由于时变系统的广泛性、复杂性以及从时变系统获得信息的局限性，时变系统的辨识与控制问题已经成为系统科学和控制科学的热点问题之一。目前普遍采用的辨识算法在实际应用中存在一定的局限性，因为传统的定常参数辨识方法建立在时不变或平稳过程的假设基础上，而现实中存在的信号或过程总是呈现出各种各样的非平稳性和时变性。目前对于时变结构系统的模态参数辨识的研究还处于起步阶段，鉴于时变结构的振动特性与系统的激励和响应密切相关，可以用振动响应信号的时变特征反映结构的参数变化。　　 热弹性耦合分析过程包括气动加热计算、结构温度场分析、气动弹性分析等步骤。其中，热模态分析是一个关键的承启环节。热弹性和热气动弹性耦合效应主要表现在温度场对结构刚度的影响。温度的变化引起材料物理性能的变化，材料性能呈现非线性的特征。结构装配和初始温度等因素产生的初变形对温度场变化引起的热应力也有影响。这些都是从气动加热开始到温度场变化再到结构刚度变化的正方向的热弹性耦合和热气动弹性耦合效应。由于热模态分析结果将极大影响热弹性耦合分析精度，要求发展热模态分析模型的确认方法，以保证热模态分析结果的精度。　　 本文以钢板、铝板为试验模型，模拟机翼结构形态对之作常温态和变温情况下的动力学试验研究，并将实验力学中图像处理方法应用于结构热模态分析。论文的主要工作如下：　　 1、第一章对结构模态参数辨识的方法进行了综述，重点对目前线性时变结构系统的辨识方法进行了归纳，分析了各种方法的特点及存在的问题。并对时变结构参数辨识的意义进行了论述，针对目前辨识方法的问题，提出本文的研究方法。　　 2、第二章对时变结构模态参数辨识的应用背景、研究意义、国内外研究状况、已有的辨识方法以及存在的问题作了全面的论述，为开展时变结构模态参数辨识的研究提供了全面的参考，分析了线性时变系统参数辨识的必要性。　　 3、第三章针对试验模型进行振动测试，试验模态分析是在振动理论指导下，依靠先进的动态测试技术对实物进行测量，利用实测到的传递函数进行模态参数识别，从而得到实物的固有频率。本章以钢板模型为研究对象，以试验模态分析理论为基础，运用CRAS软件及振动测试系统进行激振试验，采集频率响应函数数据。　　 4、第四章利用数字图像相关方法测量结构的热模态问题，探究结构在高温环境下的动态特性，利用试验方法识别出试件频率。得出随着结构温度的升高，结构固有频率均呈下降趋势。　　 5、第五章对本文的研究工作进行了总结，并对下一步的研究工作进行了展望。