本发明公开了一种改进的基于代理模型的重频结构振动特征值的随机摄动方法，该方法首先对重复频率结构的特征值进行了摄动分析，获得了在重复频率结构的刚度和质量等参数发生扰动和变化后，关于原重复频率结构自由振动特征值的一阶摄动量的矩阵方程。然后基于多项式混沌展开方法，构建关于重频特征值一阶摄动量的代理模型。结合摄动方法和基于多项式混沌展开的代理模型技术，提出了改进的重复频率结构自由振动特征值的近似计算方法，并基于该近似计算方法，进一步得到了重频结构特征值在参数扰动情况下的均值和方差的表达式。本发明解决了传统摄动方法中，重频结构特征值的一阶摄动量无法被显式表达，因而无法进一步研究其统计特征的困难。