减定径机组是现代高速线材生产线的关键设备，在生产中有着举足轻重的作用，一旦发生故障导致停产，将直接影响企业经济效益。为保证生产稳定运行，降低设备维护成本，提高对减定径机组的故障诊断水平，实现对减定径机组实时状态监测，对高线减定径机组的状态监测和故障诊断系统进行了试验研究。本文从减定径机组的结构和传动原理出发，详细分析了减定径机组的工作状态；研究了以PXI技术为基础的减定径机组状态监测和故障诊断系统硬件构成及系统结构，主要包括传感器的选用、PXI机箱、控制器和外围I/O模块等研究；然后从轴承、齿轮及轴的振动机理上研究分析了各部件故障形式及频谱特征和时域、频域和时频振动分析方法；提出了倒频谱分析方法和小波-倒频谱分析方法，前者可在高线减定径机组故障诊断中有效地提取减定径机组齿轮故障频率；后者可有效地提取减定径机组轴承故障频率，在特性提取和降噪的表现上明显优于常规的FFT，特别适合检测减定径机组中微弱故障信号。经过现场验证，使用这两种方法分别成功的诊断出了齿轮齿面点蚀故障和轴承故障。基于上述理论基础，在虚拟仪器开发平台上对状态监测与故障诊断系统的软件实现方法做了系统研究，研制了一套状态监测与故障诊断系统。通过半年的现场运行和试验，验证了系统的可行性和实用性。