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针对齿轮的故障振动信号的非平稳、非线性特征，采用非线性信号分析方法排列熵算法计算振动信号的排列熵大小来反映信号的复杂度。单通道的信息源难以反映出设备的真实运行状态，采用同源信息融合技术对双通道振动信号进行同源信息融合，计算融合后的信号的排列熵，进而提出了一种基于全矢排列熵（FVPE）的齿轮故障特征提取方法，通过实验模拟齿根裂纹、断齿和缺齿这三种故障状态，实验结果表明本方法有效地解决了单一通道信息源不完善造成的误诊难题，并可以很好地区分三种故障。