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为提高时变结构模态参数辨识精度和抗噪声能力，提出一种前后向泛函向量时变自回归滑动平均（FS-VTARMA）时间序列模型联合估计的模态参数辨识方法。首先建立前后向FS-VTARMA模型联合估计的均方误差形式的费用函数，其次引入非平稳信号中前向模型和后向模型估计系数的近似共轭关系，再利用两步最小二乘法（2SLS）得到时变模型系数，最后把时变模型特征方程转换为广义特征值问题提取出模态参数。利用时变刚度系统非平稳振动信号验证该方法，结果表明：能有效地克服前向模型估计中模态参数一步延迟以及起始时刻无法准确获得，以及