无迹卡尔曼滤波在线识别非线性系统参数和进行状态估计时要求全部外部激励已知，而对于大部分结构外部激励特别是强震甚至未知激励作用下难以直接量测，为解决这一难题，本文提出并推导了一种只需结构输出响应可观测，即可实时估计结构状态、未知参数和未知外部激励力的自适应无迹卡尔曼滤波算法。为验证提出的自适应无迹卡尔曼滤波算法的可行性，以及其能适用于多种强非线性系统；本文选取两种典型的非线性系统进行数值模拟研究，即分别对一个3自由度Bouc-Wen滞回非线性结构和一个Duffing型剪切梁结构进行数值模拟分析；除此之外，还对一单自由度非线性能量阱进行振动台试验研究，并估计未知激励力；数值模拟和试验研究结果表明：在有限的响应测量条件下，提出的算法能有效识别非线性结构未知参数并同时估计结构未知激励力。