人口增长、环境污染和能源匮乏不仅给绿色资源风能带来巨大发展前景，同时也促进风电设备和风能技术快速发展。近年来随着风力发电机装机容量和体积的不断增大，设备故障量也日益增加，运行和维护成本相继提高，成为影响风电企业运营成本的重要因素。为了确保风力发电机高效、安全、可靠地运行，开发风力发电机在线状态监测和故障诊断系统有着极其重要的意义，是风电技术研究不可或缺的一部分。本文的主要研究内容如下：1、介绍风力发电机的结构组成和基本原理，研究风力发电机中旋转机械部件的故障类型及故障特征，阐述状态监测与故障诊断方法，最终结合风力发电机的旋转机械部件故障机理、监测诊断技术和监测功能需求，提出风力发电机在线状态监测和故障诊断系统的设计方案。2、通过对广义解调和广义解调时频算法研究，发现广义解调时频方法适合处理时频曲线呈相互平行或近似平行的多分量调制信号，对于某些多分量信号，无论如何选择相位函数和分解尺度，都无法将单分量信号提取出来，针对此缺陷，提出基于多次广义解调的多分量信号分解方法，并将此方法与小波包分解、EMD方法作对比，验证了该方法对多分量调制信号的分解优势，并把该方法在上位机LabVIEW软件系统中实现；在研究双谱和对角切片谱特性的基础上，结合风力发电机在变转速工况下发生故障时，故障特征多为非平稳非线性调制信号的特点，提出将多次广义解调与对角切片谱相结合的故障诊断方法，并应用在滚动轴承故障诊断中，达到了预期效果。3、风力发电机监控系统的下位机系统设计，在掌握DSP技术和开发环境的基础上，选定DSP芯片型号，并设计以DSP为核心处理器的下位机系统(简称DSP系统)，该系统设计的软硬件模块主要包括AD采样模块、SCI通信模块、报警模块和数据处理模块等，并设计了时域监控指标、FFT和包络解调算法，并成功应用在DSP系统中。4、上位机系统是基于LabVIEW软件设计的，主要包括上位机监控界面、故障诊断模块，数据显示和存储功能，并且上位机能够对下位机进行实时控制。5、设计了在线监测系统的上下位机通信功能，采用RS-485通信协议，完成了上位机与多台DSP系统的通信功能。