目前，国内外用于振动信号分析的大多数都是基于FFT的动态信号分析仪。而傅里叶变换存在局限性，尤其不适用非平稳信号分析，小波变换作为傅里叶变换的改进，其在理论上的完美性以及在应用上的广泛性，也越来越多的被引用到机械振动领域中，并已在许多应用中取得了显著的效果。 本文通过对小波理论和动力学理论的研究，研制开发了一台基于小波变换的虚拟动态分析仪。本仪器可实现信号连续小波变换的二维和三维尺度谱，信号的小波分解与重构，对含有干扰和噪声的测试信号进行小波阀值消噪的基本功能，也可以实现利用小波变换提取系统单位脉冲响应函数和频响函数的功能。研制本仪器可用于对小波理论的学习，也可以用于振动测试信号分析。 本文主要针对目前利用循环小波变换提取系统单位脉冲响应函数方法计算量大，计算效率不高等缺点，提出了一种基于正交小波单层分解来提取单位脉冲响应函数的小波改进方法，加快了计算速度。本方法运用Daubechies小波对系统的输入和输出作小波单层分解，并将变换结果代入系统运动微分方程，利用Daubechies小波的正交性，将运动微分方程转化为简单的矩阵方程，通过广义逆求解和单层小波重构得到系统单位脉冲响应函数。 结合实际，本文取等强度梁和矩形梁进行模态试验，并使用本仪器和结构动力学模态参数分析仪进行了模态参数识别，结果表明本仪器具有一定的实际应用价值。