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为了解决旋转机械在线自动平衡中信号相位提取问题，提出了一种无需整周期采样的相位检测算法。该算法基于互功率谱估计，具有算法复杂度低、抗干扰性好、精确度高和适用频率范围广等优点。在此基础上又提出了一种相位补偿滤波方法，使信号滤波造成的相位偏移得到补偿；该方法运算量低、精度高（误差小于1°）、可在线实时实现。仿真和实验表明，结合上述两种方法可准确、快速提取信号相位，从而使旋转机械在线自动平衡可以高效、准确、低成本的实现。