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近来一种新型而有效的数据分析技术—Hilbert-Huang Spectral Analysis(HHSA)在结构的系统识和别损伤诊断的研究中受到了广泛的关注。基于Hilbert—Huang谱分析方法(HHSA)，提出了通过测量的结构响应的时间历程识别多自由度系统。使用带有间歇指标的经验模式分解(Empirical mode decomposition-EMD)方法将测量响应数据分解成各阶模态响应。然后对各阶模态响应进行Hilbert变换，得到瞬态幅值和相位角的时间历程，再运用线性最小均方拟合来识别自然频率、阻尼比、质量、刚度和阻尼矩阵。本文用数值仿真和实验研究方法对土木工程中典型的三层楼结构模型进行分析和识别。通过数值仿真和实验研究与理论值的比较来证明此方法对于系统识别和损伤诊断的有效性、精确性。