热气机是一种由外部供热使气体在不同温度下作周期性压缩和膨胀的闭式循环往复式发动机，具有高效率、低噪声以及低污染等特点。随着热气机性能的不断提高，现有的技术手段和管理措施已不能满足日常管理的要求。为了提高热气机工作的可靠性，对早期故障及时预警，减少故障和停车，开展热气机的故障诊断技术研究具有十分重要的意义。本文在对热气机结构性能进行广泛调研的基础上，结合目前往复机械监测诊断的方法，进行了热气机监测诊断技术的应用研究，并开发了热气机监测诊断系统。主要研究内容包括：1．详细分析了热气机瞬时转速信号的测量方法，采用数字滤波、整周期平均和齿平均的方法来剔除瞬时转速波形中的噪声成份，对瞬时转速信号进行了时频域分析，提取了特征参数对热气机状态进行了诊断。根据热气机的结构，改进了热气机的动力学模型，进行了瞬时转速故障仿真计算，并将计算结果与实测波形进行了对比分析。2．在热气机监测诊断系统中采用了基于故障树的专家系统诊断方法，设计了专家系统的结构，选择SQL Sever2000作为知识库平台，对知识库内的知识进行管理，详述了知识的表示方法、利用数据驱动的正向推理策略和知识库的软件实现。3．研制了热气机监测诊断系统。在虚拟仪器开放平台上，系统采用了热力参数和瞬时转速两种监测方法，利用专家系统对报警故障进行诊断，实现了监测、诊断、知识库维护、数据管理和报表生成一体化。本文的研究工作对丰富热气机的监测诊断技术具有一定的理论意义，监测诊断系统的应用对提高热气机的日常管理水平有积极的促进作用。