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针对转子不平衡故障特征提取问题，通过分析旋转机械运行时所产生的振动信号，提出了一种基于小波能量系数功率谱的特征提取方法；该方法在小波变换基础上对信号进行小波能量谱分层计算，在比较各层中的信号能量分布后找到能量系数之和最大的分解层，对该层进行功率谱变换，找出各个特征频率所对应的特征量；实验结果表明，该方法不仅能够克服Fourier变换不适于分析非平稳信号的不足，还能够对微弱故障信号进行详细的局部刻画，提高了转子不平衡故障特征提取的准确性。