结构健康监测系统现已广泛地应用于航空航天、土木工程、海洋平台等大型复杂结构中。基于振动的试验模态分析法在结构健康监测领域具有广阔的应用前景，而传感器布设的位置与数量则对试验结果起着至关重要的影响，它是提取有效损伤信息的重要保障。如何将有限的传感器布设在结构的合理位置以更好地获取结构的动力响应信息是本文的主要研究内容。本文对遗传算法和模拟退火算法进行改进，构造了自适应模拟退火遗传算法。以应变模态准则为优化原则，以某型战斗机的复合材料机翼盒段模型为研究对象，开展了传感器优化配置的研究工作。所做的工作如下：首先，阐述了基于振动的模态分析基本理论，分析了位移模态和应变模态，得出应变模态比位移模态更能反映结构的微小变化信息的结论，因此构造了应变模态保证准则；其次，介绍了遗传算法和模拟退火算法，针对两种算法的优缺点，对标准遗传算法和模拟退火算法进行改进，提出了自适应模拟退火遗传算法。文中详细介绍了算法实现的原理和步骤，并算例验证了该算法的有效性；再次，用有限元软件ANSYS构建了能够充分体现机翼盒段结构几何构形的有限元模型，对模型进行模态分析，获得了结构的应变模态矩阵和位移模态矩阵；最后，分别基于应变模态准则和位移模态准则，应用本文所提出的自适应模拟退火遗传算法进行机翼盒段的传感器优化配置，得到了满足设计要求的优化结果。此外，利用GUI技术开发了用于大中型结构健康监测技术中的传感器数目与位置的优化软件，该软件大大增强了程序的可视化与易用性，扩展了算法的应用范围。结果表明：基于应变模态的优化结果比基于位移模态的优化结果精度更高。基于应变模态的自适应模拟退火遗传算法，应用于复合材料结构模型损伤诊断的传感器优化配置是可行的。