在核电站中,开展与安全有关的结构系统的在线评估及在役检修是保障核电站安全运行的基本措施。压水堆堆内构件的振动监测系统用于监测堆内构件的退化及故障,以便进行一回路部件及堆内构件的长期性能趋势分析。目前的监测系统主要以傅里叶变换作为信号预处理方法,然而堆内构件振动信号的非平稳特性,以及早期的异常振动能量较低,使得对信号局部特征的识别较为困难。本文针对振动监测信号的非平稳特性,研究了两种时频分析方法,实现了堆内构件振动信号的去噪预处理,增强了堆内构件状态监测及早期故障诊断的能力。首先,对堆内构件振动信号进行仿真计算。基于对压水堆堆内构件主要结构的研究,建立了上部堆内构件的有限元模型,包括压力容器、吊篮以及控制棒导向筒等组件。对吊篮结构进行了干、湿模态分析,以研究真空及水环境下吊篮的固有频率特性,模态分析获取的吊篮梁式及壳式固有振型符合实际工程结构。针对所建立的堆内构件模型,计算了压力容器与吊篮之间环腔的流体域压力分布,并获取了对上部堆内构件主要激励位置的压力时程图。采用瞬态动力学分析研究了上部堆内构件的流致振动情况,最终获取压力容器顶盖处测点的加速度振动信号。其次,针对堆内构件流致振动信号,应用改进小波包变换的方法对信号进行预处理。对影响小波包阈值去噪效果的关键技术进行了改进:应用能量-信息熵参数选取最优小波包基函数;采用格雷编码排序方法还原正确顺序的小波包分解频带;将小波包分解频带组合划分为多个频段,并应用基于能量比较的多频段阈值选取方法,结合改进的阈值函数对信号进行阈值处理,结果表明改进算法极大地提高了信噪比,同时有效辨识了原始信号的有用信息。最后,基于经验模态分解(EMD)算法及小波阈值去噪各自的优势,研究了 EMD-小波阈值方法在堆内构件流致振动信号预处理中的适用情况。在EMD算法中,应用镜像延拓方法很好地抑制了端点效应,使得分解更加准确彻底,同时结合小波阈值对固有模态函数(IMF)进行阈值处理。仿真测试表明,EMD-小波阈值方法不仅能够滤除较多噪声,而且有效地辨识出了噪声与有用信号,从而成功识别了结构振动信号的频率特征。