基于结构动力响应信号的分析与处理识别结构的模态参数,是结构健康监测和损伤诊断的一个重要环节,几十年来已在结构、水利、交通、机械、航空航天等涉及振动工程的多个领域引起了广泛的研究和应用。同时随着信息技术的发展,以Delphi,LabView,Matlab等软件平台开发的健康监测系统,作为集成监测响应、模态分析、模型修正、损伤识别等健康监测关键技术的综合平台,已经得到了国内外研究者的高度重视。本文在已有的振动模态分析理论的基础上,基于试验结构的动力响应信号,针对阻尼比识别方法以及时域模态参数识别系统开发设计两方面展开了相关研究,主要工作如下:(1)对国内外基于结构振动响应的时、频域参数识别方法的研究及应用进行了较为全面的回顾,总结了他们在实际工程应用中的共性,不足及适用条件;简要阐述了参数模型、非参数模型及其相互关系等振动基础理论。(2)针对参数阻尼比识别精度不足的问题,理论推导了自然激励技术结合傅里叶变换时移特性的模态阻尼比识别方法,通过仿真算例及现场桥梁动力测试响应数据,将其与传统的ITD法及较为先进的SSI-DATA方法进行了对比研究,结果表明,新方法计算简单、快捷、识别结果较为稳定,具有一定的抗噪能力,可作为现有阻尼比识别方法的一种补充。(3)基于先进的时域模态识别理论以及MATLAB_GUI平台强大高效的人机交互程序设计环境,开发了涵括多种时域参数识别方法的结构模态参数识别系统;文中就系统的需求分析、总体布局设计以及功能实现做了较为系统的介绍,同时通过结构监测数据验证了集成系统实现参数识别的可行性和实用性。(4)基于振动台试验模型在白噪声工况下测得的结构响应数据,结合开发的时域模态参数识别系统,采用五种仅输出的系统识别方法(SSI-DATA,NExT-ERA,SSI-COV,RDT-ITD以及NExT-FT),对不同损伤状态下结构的模态参数进行了识别,通过对比识别结果研究了利用模态参数识别结构损伤的可行性。结果表明,五种系统识别方法识别的固有频率基本一致,而识别的阻尼比则表现出较大的变异性;随着结构损伤程度的增加,结构固有频率逐渐降低,识别出的一阶阻尼比增大的趋势最明显,二阶次之,三阶阻尼比没有明显的随着损伤变化的趋势。