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针对传统时频分布计算量大、分析速度慢和特征提取复杂的缺点，提出一种基于双树复小波包时频奇异谱的柴油机特征提取方法，研究了基于双树复小波包变换的基本原理及其离散时频分布，运用奇异值分解方法对所得的离散时频分布进行特征提取，获得离散时频奇异谱。结合柴油机不同工况测试试验，对比分析了该离散时频特征提取方法的计算效率、不同工况下的特征提取效果，试验结果表明：该方法分析速度快，能够有效表征柴油机不同的运行工况。