转子系统的故障诊断研究具有重大的实际意义，对旋转机械故障诊断的发展起到关键的作用。转子高速运转过程中产生非线性特性，而对其非线性特性的同步观测也就成为研究转子故障诊断的关键。本文从机械振动的基本特征以及信号处理方法着手，详细说明了实验过程中使用到的波形分析、功率谱分析、小波分析等分析方法，通过计算机的仿真连接转子系统的响应与故障之间的模糊关系，将响应信号与实际故障对应起来，解决观察转子故障的特性问题。并使用振动试验台来模拟转子碰摩故障，分析碰摩故障产生时的非线性特性，利用该实验对碰摩现象进行验证，实现转子故障的非线性特性的同步观测。 本研究通过光电传感器和电涡流传感器对运动状态下的转子系统信号进行采集，利用计算机仿真，将采集到的转子信号进行数学运算，经过波形分析、功率谱分析、小波分析等分析方法，将信号在计算机上以图形的方式表示出来，利用碰摩前后的信号的输出，可得知转子在发生故障的同时，可以在计算机上将故障信号采集出来，根据不同的分析方法来观测故障信号的反馈。主要通过设计试验设计数据采集器得到反馈信号。研究表明：子系统高速运转过程中发生碰摩现象，其故障特征显现为：频谱成分丰富，具有工频、高次和低次谐波分量，呈现广谱现象。通过碰摩前后的对比，在计算机辅助下，可以观察到碰摩前后波形图，频谱图等产生的变化，出现倍频、分频，转速减小，波形图频谱范围扩大等现象，说明，转子系统高速运转过程中如果发生碰摩现象，计算机辅助可以同步观察到故障现象，为以后更好的研究非线性同步理论奠定了基础。