模态参数反映结构的固有振动特性。结构模态参数的准确识别为结构的优化设计、损伤检测及安全评估等诸多工作提供了重要依据。基于傅里叶变换的频域模态参数识别方法非常方便快捷,因此在工程中应用非常广泛。但是频谱泄漏、模态之间的相互影响等因素影响峰值拾取法的结果精确度,导致结构模态参数识别误差较大。本文提出适用于结构自由响应的幂指数窗,不仅能够抑制频谱泄漏以提高频谱光滑程度,而且使大阻尼结构的频谱锐化。并且本文通过研究建立了加幂指数窗之后的幅频特性曲线与结构的频率和阻尼比的明确关系,有效降低峰值拾取法识别频率和阻尼比的误差。首先,基于结构频响函数微分对频谱的锐化特性,分析频谱锐化对提高频率和阻尼比识别精确度的具体效果。继而研究频域微分的频域直接实现方法,并且基于傅里叶变换的微积分特性提出时域加幂函数窗的实现方法。接着,结合幂函数窗和指数窗设计出一种适用于峰值拾取的新型窗函数——幂指数窗,通过分析给出最优的参数取值公式和一般性取值建议。然后,研究自由响应加幂指数窗对频率和阻尼比识别的具体影响,给出简便的模态参数修正公式。最后,通过几个数值模拟和试验验证,将幂指数窗应用于多种结构的参数识别过程中,并且与其他五种窗函数做了对比研究。结果能够说明基于幂指数窗的模态参数识别方法能够有效改善傅里叶变换后频谱的质量,从而提高峰值拾取法的频率和阻尼比识别精度,拓宽峰值拾取法对阻尼比的适用范围。