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本文研究采用基于非线性混沌理论的两种非线性参数估计方法（代替数据法和Lyapunov指数估计法）对非平稳信号进行分析。首先对上述两种非线性方法的具体算法进行介绍，然后对两组本质不同的非平稳振动信号进行对比分析。这两组信号是通过测试具有不同非线性约束边界条件的薄壁构件获得。分析结果表明，在时域波形上直观相似的非平稳信号，用上述非线性混沌分析的方法可以有效地加以定量区分。