随着科学技术的进步,机械设备的智能化水平越来越高,结构也越来越复杂。为了确保正常的生产工作需要,必须要保证机械设备的无故障运行。如果机械设备的某个零部件出现故障,轻则可能导致设备损坏,重则可能造成严重的经济损失甚至人员伤亡。所以,对机械设备的故障检测尤为重要。通常,机械的故障信号是非线性、非平稳的,而时频分析方法是处理非线性、非平稳信号的有效手段。EMD方法又是一种新型的时频分析方法,相对于其它诸如短时傅里叶变换(STFT)、Wigner-Ville分布、小波变换(WT)等传统时频分析方法,它克服了传统时频分析方法中的全局性和非自适应性。因此,EMD方法在处理非线性、非平稳信号时具有较大的优势。但是,EMD方法也存在着不足与局限。针对其模态混叠和端点效应的不足,本文提出了相对应的改进措施。对于模态混叠的抑制研究,首先分析了产生EMD分解模态混叠的原因,之后针对被检信号含有多分量成分且频率相近的情况,提出了去相关的抑制方法;针对被检信号含有异常间断高频信号的情况,提出了高频谐波加入和去相关相结合的抑制方法。对于端点效应的抑制研究,本文分析了导致EMD分解时出现端点效应的原因,并在深入探讨了ISBM方法的不足后,提出了基于改进ISBM的抑制端点效应方法。应用上述所提方法,通过对具体仿真信号的处理分析,对比实验处理结果,验证了所提方法的可行性和有效性。针对实际工程信号的噪声环境特点,本文根据ANFIS的消噪特性并结合EMD改进方法,提出了一种基于ANFIS消噪的EMD信号处理方法。结合机械设备中滚动轴承故障信号的特点,应用该方法首先对模拟的滚动轴承故障信号进行了仿真分析,之后对实测的轴承故障信号进行了系统的分析对比,最终的实验结果表明了该方法具有一定的优越性。