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模态参数是结构的动力学特性，可以作为结构健康状况的主要指标，在结构建模、模型修正、损伤识别和振动控制等方面扮演着重要角色。模态参数辨识的关键在于结构振动信号的动力特性的提取，而信号的时频分析则是动力特性提取最常用的方法。经验模态分解（Empirical Mode Decomposition，EMD）方法作为分析非线性、非平稳信号的一种手段，已经广泛地应用到结构振动信号的分析与处理中。然而EMD方法还存在一些缺陷，需要对其进行改进。调频EMD（Frequency Modulated EMD，FM-EMD）方法作为EMD方法的改进型，通过降低信号的频率比来改善EMD的工作环境，从而有效解决EMD方法的模态混叠问题。FM-EMD在处理密集频率信号时表现卓越，可以作为密集结构模态参数的辨识方法。 本文基于FM-EMD方法，研究以下内容： （1）研究了HHT的基本理论。基于EMD的筛分局限性，介绍了FM-EMD的原理和步骤，并基于MATLAB平台编写了相应的算法程序。 （2）针对FM-EMD方法中的端点效应，提出了一种新的基于窗函数和支持向量回归机延拓的端点效应抑制方法，通过数值仿真验证了该方法的有效性。在此基础上，对FM-EMD方法的功能进行解读，并通过数值仿真进行验证。 （3）将FM-EMD方法应用于三自由度时变系统的模态参数辨识，并且讨论了模态参数辨识效果的影响因素。仿真结果表明该方法能有效的辨识时变系统的模态参数，且具有良好的抗噪性能。 （4）将FM-EMD方法分别用于五层框架结构在白噪声和地震波激励下的加速度响应以辨识结构的模态参数，其中，用于Hilbert变换的自由振动响应由RDT提取。数值仿真实验表明该方法能成功识别出结构的频率、阻尼比和模态振型。 （5）将FM-EMD方法结合NExT应用于某120米跨径的钢管混凝土桁梁桥，并有效的辨识其模态参数。通过与成熟辨识方法对比，表明了所提方法具有很强的工程适应能力，适用于桥梁结构的运行模态辨识，具有推广的价值。