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信号处理是结构健康监测的关键问题。通过结构监测信号处理，可以从信号中获得结构健康信息，进而对结构健康状况进行诊断和评估。针对结构监测信号非平稳、非线性的特点和割裂时频域联系进行信号分析的现状，以具有优越时频分析功能的希尔伯特-黄变换（HHT）为基础，以完善和推广HHT为目标，开展以下研究：（1）改进HHT方法中EMD分解过程的插值方法。保留HHT方法自适应和波内调制的优点，采用兼顾整体和局部精度的kriging拟合技术改善三次样条函数拟合可能带来的过冲和欠冲现象。对正弦波叠加信号的分析结果表明，改进EMD方法分解出的固有模态函数更接近实际情况。（2）改善HHT方法中的端点效应。利用kriging拟合的预测功能对信号进行延拓，增加端点附近信号点的数量，提高端点附近信号点的拟合精度。通过加窗技术，降低预测信号的权重，避免预测误差向信号内部蔓延。算例表明，经过延拓和加窗处理后，端点效应得到明显改善。（3）抑制HHT分析方法中的模态混叠现象。讨论HHT分析方法的模态混叠问题。选择常用的EEMD方法、高频谐波加入法、五点三次平均法和带通滤波法来进行对比分析，研究这四种方法在处理干扰信号时的优劣性。算例表明，信号在经过带通滤处理后，分解出的的固有模态函数更准确，抗干扰能力更强，可适用于短时和长时的干扰信号。（4）联合时频域对实际信号进行分析。设计变索力拉索测试试验，测取拉索加速度信号并用改进HHT方法进行分析，获得与实际情况吻合的索力时变曲线。尝试用改进HHT方法分析鹤洞大桥拉索加速度监测数据，联合时频域对监测信号进行信息深层挖掘，获得过桥重车的车重和车速。