时频分析方法作为分析时变非平稳信号的有力工具,成为现代信号处理研究的一个热点,而基于希尔伯特-黄变换(HHT)的时频分析是一种新型的分析方法。该算法打破了传统时频分析算法的局限性,结合EMD分解和Hilbert谱技术可以将复杂信号分解为有限个本征模函数(IMF),从而赋予了瞬时频率合理的物理意义,在通信、雷达、地震、语音识别等方面具有广泛的应用价值。本论文主要研究这种新算法的原理,对算法中存在的问题进行改进和优化,验证HHT算法作为一种新的时频分析方法在实际应用中的价值。具体针对端点效应,在已有方法的基础上做了改进,提出新的延拓方法——端点对称极值延拓法,通过比较,验证了新端点效应处理方法的进步;并且在反复试探的基础上对终止条件做了相应修改,使算法在整体上得到很大优化;另外在仿真实验中发现采样频率的选取对HHT谱会产生影响,对这种现象进行分析,引进整周期采样概念,并将这种现象称为整周期采样对HHT算法的影响;最后分析希尔伯特-黄算法的局限性,给出该算法能够有效性分解的前提条件,通过大量的仿真实验,验证该算法在满足前提条件下能够准确、有效地测出复杂信号的瞬时频率,可以应用到工程领域中。