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针对基于小波能量谱和能量谱熵的故障诊断方法要求小波分解系数基本符合高斯分布这一不足，提出一种基于多尺度小波域隐马尔可夫模型（WHMM）参数特征的故障诊断方法。该方法分析了信号多尺度小波分解系数的统计特征，利用隐马尔可夫模型描述小波变换域系数在尺度间，尺度内的统计相关性。采用最大似然估计方法确定的模型参数作为信号特征实现故障诊断。试验结果证实了设计思想的正确性和算法的高效检测性能。最后从小波基、窗口宽度和分类器三个层面对建议方法诊断性能的影响进行分析，结果表明本文方法具有很强的稳定性和鲁棒性。