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针对旋转机械振动过程的复杂性和振动故障产生的随机性，提出了1种以信息熵理论为基础，通过多测点、多转速下的功率谱信息熵（功率谱熵）差矩阵来描述旋转机械振动过程变化规律的故障定量诊断方法。采用在转子试验台模拟转子振动的4种典型故障，得到4个测点多转速下的振动故障数据；对这些故障数据进行分析和处理，求其功率谱熵矩阵。结果表明：通过对转子振动故障信号进行实例计算和分析，该方法在转子振动故障分类和故障严重程度判断方面效果良好。