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以振动特征频谱为依据，提出了一种定性与定量相结合的多故障的可拓诊断方法。基于可拓学中的物元理论，建立定性地描述燃气轮机故障诊断问题的物元模型；引入可拓集合中的关联函数及关联度，提出了多故障诊断准则，根据故障特征定量地确定燃气轮发电机组故障症状隶属于特定故障的程度。用接近阈值确定可能同时发生的故障类型，用类别阈值确定不能同时发生的故障类型。以燃气轮机组实际故障为例验证了该方法的合理性、有效性。结果表明多维物元模型能较好地表征燃气轮机的多故障问题，并能解决燃气轮发电机组的多故障诊断问题。