微弱信号检测的目的是增强、提取和恢复有用信号，提高信噪比。传统的线性检测方法主要集中在抑制噪声方面，在抑制噪声的同时有用信号可能受到干扰。与传统检测方法相比，随机共振(SR)是利用而非去除噪声，利用非线性系统的特性，将部分噪声的能量转移给有用弱信号，进而提高信噪比，提高了待检测信号的信噪比门限，可以检测更低信噪比的微弱信号。因此，SR在弱信号检测中的应用具有重要意义。　　本文以非线性双稳态系统为研究对象，简要分析了非线性双稳随机共振系统的数学模型——朗之万方程，主要涉及到以下几方面:　　(1)建立仿真模型，实现了对单频以及多频弱信号的检测，分析了多频检测的优势，从信号频带间隔、信号谱值两方面分析了通道数量对检测结果的影响;研究分析了不同信号之间的最小频带间隔;针对非高斯噪声以及非周期信号进行了初步研究;从相位滞后、放大幅度、信噪比三方面讨论了系统参数的选择问题。　　(2)通过分析恢复机理建立恢复模型，采用级联的方式完成了单个以及多个低频弱信号的恢复。恢复结果表明:单频弱信号方面，单级结果在信号幅值、频率方面较好，各级恢复输出相加后的平均结果在波形方面较好;多频弱信号方面，整体恢复效果差于单频弱信号。　　(3)采用参数补偿的方法在低频弱信号检测的基础上扩展应用到高频弱信号的检测，实现了单个、多个高频弱信号的检测;对高低频同时存在的现象，利用阵列的方式分级别处理，完成了高低频信号的同时检测;以水轮机为对像，针对其故障频率跨度大的情况，采用三级阵列方式进行检测，避免了多检现象，同时研究分析了乘性噪声对共振结果的影响。