转子系统的故障诊断对于先进绝热压缩空气储能机组的运行状态评价、确定设备维护计划等具有重要意义。论文主要基于对转子系统的振动信号分析,对先进绝热压缩空气储能机组中转子系统不平衡的故障诊断进行了研究。主要研究了全息谱技术在空压机转子临时热弯曲故障诊断的应用,基于等几何分析的转子初始弯曲与不平衡振动响应以及基于全息谱与随机森林算法的转子不平衡故障诊断方法。转子系统的振动信号中包含了大量揭示转子系统的运行状态的信息。为了更好的表征转子的运行状态,对于故障进行诊断,论文介绍了全息谱技术原理,对于空压机转子不平衡,通过观察转子全息谱的初相点切线斜率随转速变化的情况,准确的判断了空压机转子不平衡故障的原因,说明全息谱包含了转子运行状态的信息。在实际测量中,发现转子在发生初始弯曲与质量不平衡时存在难以区分的情况。论文推导出了在旋转坐标系中具有初始弯曲的转子系统的线性运动微分方程,并通过分析具有初始弯曲和质量不平衡的转子振动响应,认为转子的初始弯曲可以看作是一种连续分布的质量不平衡。对于转子系统的不平衡故障,提出了一种基于全息谱与随机森林的转子不平衡方位诊断方法。对振动信号进行快速傅里叶变换得到转子幅频特性初步确定输入特征范围,采用滑动窗口法保证输入特征的连续性,以全息谱对振动信号进行特征提取,采用得到的正弦项系数与余弦项系数作为输入特征,生成初始随机森林之后运用交叉验证得到随机森林算法的最优参数,并根据输入特征的重要性评分对输入特征进行了选择,在得到各项参数的基础上建立随机森林分类模型,形成了全息谱-随机森林方法,进而对转子系统进行不平衡方位诊断,结果分析证明该方法具有较好的诊断准确率与较低的诊断时间。