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针对旋转机械振动的监测与诊断，提出了一种分级自适应的多传感器数据融合方法。每个测点首先进行行传感器级的时间跨度的特征融合，然后再进行全局的空间跨度的融合。融合过程基于自适应模式特征提取，提出的方法可以在系统状态未知的情况下，自适应地融合不同测点的信息，从而较全面、准确、及时地反映系统的振动状态。对转子试验台上模拟故障数据的融合处理，说明了所提出方法的有效性。