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针对滚动轴承故障诊断方法存在的问题，将自回归（AR）模型和灰色理论应用到滚动轴承的故障诊断中，建立了灰色时序组合模型。该方法先把轴承振动信号分解成不同特征时间尺度的固有模态函数，从而把非平稳信号处理转化为平稳信号处理问题，然后选取表征轴承故障的IMF分量，通过灰色GM（1，1）模型模拟数据宏观变化趋势，并用时序AR（p）模型建立了残差序列以模拟数据微观变化趋势。通过对实测数据进行检验与比较，证明该组合模型具有很好的分析效果。