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首先分析了Volterra级数的各级输出之间存在相互耦合的原因，然后，利用Gram—Schmidt正交化方法在频域内对Volterra级数的各级输入向量进行正交化，以消除各级输出之间的相互耦合．并依此提出了一种基于Voherra级数各阶核输出功率谱分析的非线性系统故障诊断方法．文中给出了对Volterra级数各阶输入向量正交化的具体步骤，并利用一个工程实例验证了该故障诊断方法的有效性．