斗轮堆取料机作为一种大型散料装卸运输机械设备,因其具有生产效率高、工作安全可靠等优点,目前广泛应用于矿业、港口、建材等大中型现代化散料储运场。然而由于其长期工作在变工况、强烈冲击等恶劣的工作环境当中,设备连续长时间的工作运行会导致机械结构内部性能逐渐退化,最终影响整个设备的运转,轻则停机维修造成经济损失,重则发生严重的安全事故,因此对斗轮堆取料机进行在不同工况下的静、动力学分析、运行状态监测及故障预警具有重要意义。本文以某工程悬臂轨道式型号为DQ4200.3000.60的斗轮堆取料机俯仰主结构为研究对象进行有限元静力学与动力学分析,提出了一种基于本征正交分解方法理论的模型降阶方法,构建了俯仰主结构的降阶模型,为斗轮堆取料机的研究与状态监测提供新的思路与方法。论文主要内容如下:（1）对斗轮堆取料机、模型降阶及状态监测技术的国内外发展现状进行了研究,对斗轮堆取料机的主要分类方法和基本结构进行了论述,然后建立了斗轮堆取料机俯仰主结构的几何模型和有限元模型,并完成了其在不同工况组合下的静态有限元分析,通过位移分析计算结果分析了俯仰主结构在竖直方向上的位移情况,通过计算得到的应力结果完成了对俯仰主结构强度的校核。（2）针对斗轮堆取料机俯仰主结构在实际工作中所受到的载荷是动态变化的问题,对其在有、无预应力两种状态下进行模态分析,获得了该结构的前10阶固有频率和模态振型,通过与外界激励载荷频率进行对比,分析该结构是否会在外载荷激励下产生共振现象;然后在模态分析的基础上进一步对俯仰主结构进行了谐响应分析,得到了该结构不同测点在激励载荷下的幅频响应曲线,进一步观察结构在峰值频率所对应的应力,并通过计算结果得到了斗轮的安全转速范围,并对结构振动特性进行了分析。（3）针对传统方法对复杂模型进行细致动力学分析成本过高及直接对整个结构进行监测较为困难的问题,提出一种基于本征正交分解方法建立俯仰主结构降阶模型的方法,对该降阶方法进行了原理介绍,并对降阶模型的建立过程进行了详细论述,然后对所建立的降阶模型进行了求解精度及鲁棒性分析,并研究了降阶模型的模态能量转移特性,并验证了所建立降阶模型的有效性和精确性,最后通过随机子空间法对系统进行模态识别,根据计算得到的结果对所建立的降阶模型进行进一步的修正与更新。（4）基于Lab VIEW搭建了斗轮堆取料机俯仰主结构状态监测与故障诊断系统,能够实现数据采集、信号处理与分析、数据保存等多种功能,并将所建立的降阶模型嵌入到监测系统当中,能够实现斗轮堆取料机多工况下的状态监测与故障诊断。