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多重信号分类(Multiple signal classification,MUSIC)算法采用密集阵传感器布置,具有易于布置在复杂航空结构上、方向扫描和多信号源监测的优点,近年来逐渐被引入至基于Lamb波的结构健康监测领域内。但将MUSIC算法应用至复杂航空复合材料结构的冲击/损伤定位和复杂航空金属结构的腐蚀损伤监测中依然存在许多问题。本文面对复杂航空结构中基于MUSIC算法的健康监测方法应用与优化开展了深入研究,主要工作及创新点如下:(1)针对MUSIC算法定位精度依赖于Lamb波相速度精度的特点,首先使用单频信号提取方法从宽带冲击响应信号中提取单频信号并测量Lamb波相速度。其次,针对真实复合材料航空结构的严重各向异性,提出了基于单频重估计的MUSIC冲击定位方法,建立了相速度自适应机制重估计空间谱以获取冲击源准确的角度和距离,减少了航空结构的严重各向异性对MUSIC算法定位性能的影响,提高了冲击定位方法的精度和可靠性。(2)针对真实腐蚀损伤散射信号微弱而导致MUSIC损伤定位精度低的问题,首先将激励波束成型和双阵列引入到MUSIC方法中,提出了波束成型与MUSIC空间谱的联合搜索方法,增强腐蚀损伤的散射信号和提高其信噪比,提高了腐蚀损伤定位的精度。(3)针对一维线型阵列的角度盲区问题,提出了基于加权图像融合的MUSIC方法,将双阵列轮流作为激励或传感阵列,通过加权融合双阵列的腐蚀损伤成像,实现了一维线型阵列盲区内的腐蚀损伤监测。提出了基于阵列信号协方差矩阵特征值的腐蚀损伤因子,用以判别腐蚀损伤深度。方法扩大了传统一维线型阵列的监测区域,实现了腐蚀损伤深度的评估。(4)针对航空结构各向异性、传感器阵列阵元位置误差以及波包混叠等造成的压电传感器阵列相位误差从而导致MUSIC算法的定位精度下降的问题,提出了基于自适应閾值法测量相位误差的全方位阵列误差校正MUSIC方法,提高了 MUSIC损伤定位方法在真实复杂航空结构上的定位精度和可靠性。