基于改进稀疏分量分析的欠定模态参数识别方法，(1)输入；(2)将响应数据转换至时频域；(3)自回归谱分析，通过峰值检测识别峰值点位置和模态阶次；(4)对时频系数进行模运算，剔除低能量点，再利用余弦距离判定法求解各阶模态响应对应的单源点；(5)由单源点检测结果生成模态响应的时频掩码，重构各阶模态响应；对各阶模态响应点作归一化处理，采用K‑means聚类求解各聚类方向，构造模态振型矩阵；(6)将模态响应转换到时域，应用基于单自由度拟合技术的单模态识别方法，求解模态固有频率和阻尼比；(7)输出：模态频率、阻尼比和模态振型。本发明使得该方法识别精度较高，改善了其鲁棒性和适用性，属于结构健康监测领域。