本论文研究的内容得到了国家自然科学基金项目的资助（50875070）。论文在研究随机共振理论的基础上，设计出了参数可调的调制随机共振系统。通过对该系统建模、仿真分析和电路设计，验证了该系统对大参数微弱信号检测的有效性。在此基础上，利用数字信号处理技术进行了闭环自适应调制随机共振电路的设计，并用DSP芯片开发出相应的闭环自适应随机共振系统的硬件电路和软件系统。全文主要内容如下：第1章在广泛阅读国内外文献的基础上，阐述了随机共振理论及其应用的研究现状和发展动态，在此基础上，确立了本论文的主要研究内容及其目标。第2章以福克—普朗克方程为基础，介绍了随机共振基本理论，分析了具有代表性的随机共振系统的动态特性、产生随机共振现象的原因和条件以及噪声和微弱信号之间的联系。第3章通过对一阶线性系统的分析，过渡到一阶非线性系统，探讨了非线性系统与随机共振现象的本质联系，研究了如何利用随机共振原理进行强噪声背景中的微弱信号检测的原理和方法。第4章主要针对机械故障中常见的大参数微弱信号的检测，基于双稳态模型，利用调制随机共振原理，分别进行了单频信号和多频谐波信号的仿真实验，设计了调制随机共振电路模块，并进行了相关实验验证。第5章为了能够实现工程实际中的信号检测，研究了自适应调制随机共振的理论与方法，基于对随机共振系统参数和扫频信号频率的调节，利用输出信噪比的反馈控制，研究了基于DSP芯片自适应随机共振系统硬件电路和软件系统。第6章分析了本文所设计的检测系统的优点与不足，为进一步的研究作了一些展望。本文作为随机共振理论方面的基础应用研究，从一阶线性系统特性引出非线性系统的特性，研究了随机共振现象的本质特性。针对在机械故障中常见的难以实现随机共振的中低频周期信号（即所谓的大参数信号），基于调制随机共振理论，将其变换为可满足绝热近似理论的小参数信号（即信号的幅值、频率都远小于1的信号），并针对单频信号和多频谐波信号进行仿真分析和实验验证，与数字信号处理相结合，提出了自适应随机共振系统，设计出闭环随机共振硬件电路和软件系统，为随机共振原理用于工程实际中的微弱信号检测做了一定的研究。