自行火炮是我国陆军的一种重要装备,传动箱是自行火炮控制弹箱进行发射方向调整的核心部件,在其使用过程中因冲击、润滑的缺乏、不当的间隙等各种问题,容易产生各种早期故障,这严重影响自行火炮工作的可靠性,战时甚至还会延误作战时机,因此对其状态异常进行及时准确的诊断,对于提高自行火炮的作战性能具有重要意义。针对自行火炮传动箱中的方向机和高低机,本文在变分模态分解的基础上提出两种不同的故障诊断方法,并用工程实测信号进行了验证,均取得了不错的结果。本文的主要研究内容为:(1)变分模态分解有一个关键参数,即最优分解层数难以确定,因此,本文提出自适应变分模态分解(AVMD)。同时,提出一种用于敏感模态分量筛选方法,利用二者改进传统的希尔伯特黄变换,结合具有良好泛化能力的ELM分类器,从而提出了基于改进HHT和ELM的自行火炮传动箱方向机故障诊断方法。利用传动箱方向机的工程实测信号进行实验,结果表明,识别准确率达到了92%,在识别率与识别速度两个方面都高于传统的诊断方法,诊断结果满足实际工程需求。(2)由于自行火炮传动箱高低机振动信号更为复杂,改进HHT不适合处理这类信号,同时单个特征指标也不能有效揭示出高低机的状态机理和规律。故本文又提出了基于AVMD与邻域粗糙集的自行火炮传动箱高低机故障诊断方法,此方法首先提取高低机振动信号的时域特征、奇异值、排列熵等多种特征构造原始特征集,然后利用邻域粗糙集方法从中筛选出敏感特征,最后结合ELM进行状态诊断。利用传动箱高低机的工程实测信号进行实验,结果表明,识别率为95%,相比于利用原始特征集进行诊断,其识别率提高了17.5%,获得了满意的结果。(3)在前面两部分的基础上,借助MATLAB的GUIDE,设计了自行火炮传动箱故障诊断GUI系统,提高了诊断的便利性,同时也使诊断更为集成化和实用化。