在航空航天工程领域，随着飞行器结构形式、尺寸规模日益复杂多样，传统航空结构健康监测在复杂承载条件下面临诸多亟待解决的关键科学问题。多主体协作技术作为人工智能领域新的研究成果，主要思想是多个主体通过相互作用共同完成单一主体的能力和知识所不能处理的复杂问题。本文从理论和实验两方面入手，将多主体技术应用于结构健康监测领域，以大尺寸航空铝板作为监测对象，搭建基于多主体技术的光纤智能健康监测系统，对多主体系统的可行性与可靠性进行研究与探讨，并通过仿真与实验进行验证。本文主要研究工作包括如下几个部分：首先，分析介绍了多主体技术及其在结构健康监测领域中应用的国内外研究现状，并简要概括了海缆路由和损伤探测领域的研究背景与进展。阐述了主体和多主体理论的相关知识与工作原理，对多主体结构健康监测系统中的各个主体进行了功能定义。其次，建立了基于多主体技术的光纤智能健康监测系统框架。从系统可行性与可靠性出发，对多区域监测的静载损伤识别、基于网络协作的结构局部损伤聚焦辨识和基于光开关的网络自诊断/自修复三个方面进行了理论分析与方案设计，并从仿真角度进行初步验证，为本文的研究提供理论基础。再次，根据本文研究内容设计并搭建了多主体光纤智能健康监测实验系统，设计了相应实验方案进行相关实验，完成多主体系统可行性与可靠性的实验验证，实验结果与之前仿真结果相一致。最后，对基于有源交流电磁法的海缆损伤探测系统进行了补充研究，设计了一种新型天线阵列，对阵列参数进行了数值模拟分析并通过实验进行简单验证。实验结果表明该新型天线阵可以有效应用于海缆路由及损伤探测领域。