船舶工程建造日趋大型化、复杂化,仅靠人工检测和主观经验难以对结构进行全面的受损诊断与评估,为了能够及时掌握船舶工程中可能出现的结构问题,预判结构应力的发展趋势以便提前采取应对措施,船体监测技术应运而生。船体监测系统可以实时监测船体结构整体结构和薄弱部位应力水平,并对监测数据进行分析和处理,对当前工况下结构出现的危险报警、对短期可能发生的危险预警、根据历史数据进行结构强度评估,为用户提供科学合理的分析数据,提高船体结构的安全性能。本文基于中国船级社对智能船舶建造要求和船体监测系统的要求,围绕数据补偿与滤波,砰击压力反演及趋势预测功能进行了研究分析,并设计了面向实船应用的样机系统,主要内容如下:1、设计开发了基于Butterworth滤波器的智能化船体监测系统数据滤波模块,并解决了因数据滤波导致的数据延迟问题和异常值问题。同时,进行了船用钢材温度形变导致的测量误差的修复工作,提出了一种利用光纤传感器测量热胀冷缩系数的方法。2、研究设计了砰击载荷的识别方法,引入广义正交多项式理论拟合砰击载荷,研究影响系数矩阵法并给出了理论模型,同时考虑了噪声影响下砰击压力反演的不适定问题并给出了正则化处理方案。通过模拟计算,求解模型的影响系数矩阵,对测点进行砰击载荷的反演计算。3、研究了数学统计方法的时间序列预测法、自适应过滤法、灰色预测法和船舶超越概率水平法的峰值概率预测方法,给出了趋势预测方法的数学理论模型。使用上述四种预测方法,对船模试验测量数据进行预测计算,并对预测结果进行对比分析,验证其在船体监测领域的适用性。4、设计了基于滤波、温度补偿、载荷反演和趋势预测等关键技术的船体监测系统,并组装了系统样机,设计实施了针对滤波功能的静载、动载试验,针对温度补偿功能的低温环境载荷验证试验,针对载荷反演和趋势预测功能的大尺度模型试验。