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针对往复压缩机振动信号的非线性特征，应用多重分形理论对压缩机振动信号进行分析，从中提取可识别的故障特征。建立了小波消噪模型，对振动信号进行了消噪处理。采用多重分形改进算法提取往复压缩机振动信号的多重分形特征，得到了轴承故障的广义维数谱。分析结果表明广义维数能够很好的反映往复压缩机轴承的工作状态，应用多重分形理论提取往复压缩机故障特征是一种适应于往复机械故障诊断的有效手段。