微弱信号检测技术因其优异的检测特性,广泛应用于各种学科领域。而传统的检测技术,旨在通过抑制噪声来提高系统的信噪比,实现对信号进行检测。这往往会导致有用信号的削弱或损坏。不同于传统方法,随机共振技术可以在随机扰动、非线性系统和微弱信号三者的协同效应下,将部分噪声能量转移至有用信号处,从而实现对弱信号的增强检测。这种独特的方法,也吸引了众多学者的关注,并得到了广泛的研究。论文先就随机共振在微弱信号检测中的发展和现状进行分析,然后简单介绍了随机共振的机理及模型,针对不同的系统局限问题重点关注几种不同的非线性系统及其在检测中的应用。论文主要研究内容及创新如下:（1）针对经典双稳系统因高次项导致的输出饱和性以及引入非对称因子能带来更高的输出性能,构建了一种新型的分段势阱非对称系统。首先,推导并分析了两态理论下的系统输出信噪比,分析各参数对系统性能的影响;其次,结合理论和数值仿真,同对称系统进行对比分析;最后将两个系统应用于轴承故障诊断中,验证其信号检测性能。（2）基于二维系统能够有效地综合两个系统的优点,以及非对称系统性能优于对称系统等现状,构造了一种新型的二维非对称双稳系统。在两态理论下,用概率流的方法推导了系统平均首次穿越时间（Mean First Passage Time,MFPT）和输出信噪比（Signal-to-Noise Ratio,SNR）,并将SNR作为系统性能衡量指标,探讨了不同参数下的随机共振现象。最后将该系统应用于实际轴承中,与不同的系统检测性能进行对比。实验结果表明,二维非对称双稳系统检测效果优于其他系统,其噪声利用率也更高。（3）针对二阶欠阻尼随机共振可视为对信号进行二次滤波,可获得更高的输出信噪比,研究了一种二阶欠阻尼三稳系统的随机共振特性。首先,分析了系统参数对势阱宽度和深度的影响;其次,推导了绝热近似条件下的稳态概率密度公式及系统信噪比,分析了各参数对系统性能的影响;最后,将系统应用于轴承故障诊断中,并引入其他系统进行对比。诊断结果表明,二阶欠阻尼三稳系统能够更好地对故障信号进行增强识别。