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采用时变参数模型对航天器某时段非平稳随机振动信号（NSRVS）进行建模分析，利用过程神经元网络（PNN）求解模型的时变参数并以此确定信号的时变自功率谱密度。计算结果表明：由PNN估计的NSRVS时变参数与自相关Levinson法估计的该参数基本一致，但前者建模物理意义明确，和传统的方法相比避免了计算信号的自相关矩阵，减少了存储空间，提高了频率分辨率和计算速度。