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根据信号的时频特征，建立了多分量信号与单分量信号之间的对应关系，并以此为基础提出了一种新的基于信号时频特征的非线性系统性能诊断技术。利用经验模态分解方法将多分量信号分解为一系列内蕴模态分量和残差函数，然后进行主成分分析，避免了模态分量问的相互关联与混叠，从而提高了Hilbert-Huang变换处理非平穗信号的准确性。以臬电厂锅炉排烟温度波动诊断进行算例分析，结果表明此改进的HHT方法可有效分析各独立分量对系统性能参数的关联度。