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针对自动机振动响应信号非线性、非平稳、高冲击的特性，提出基于局域均值分解（LMD）和矩阵分形相结合的自动机故障诊断方法。首先对采集到的自动机各工况信号采用LMD法对其进行分解，对分解得到的分量信号进行广义维数计算，通过广义维数相关系数判断方法选取分量信号，进而构建各工况的样本矩阵，用相关性判断方法计算待检测信号矩阵与样本矩阵之间的相关系数，最后通过对比相关系数的大小来判断故障模式。诊断结果与实际情况完全符合，表明该方法能有效的应用在自动机放障诊断中。