回转窑在建材、有色金属、化工等工业广泛运用。回转窑是水泥厂的大型关键设备，一旦窑故障停机，会引起水泥生产全线停产，给水泥厂造成巨额经济损失。目前国内水泥厂对于回转窑运行工况的识别停留在事后检测阶段，不能及时有效地识别窑早期故障。随着水泥厂自动化技术要求的提高，对回转窑实施主动状态监测逐渐成为必然趋势。本文以托轮振动特性为切入点，围绕回转窑设备故障特征提取及状态监测，做了以下研究：　　（1）经简化假设建立托轮振动模型。通过仿真实验，分析不同故障模式下托轮位移信号的变化规律，建立了回转窑故障样板模式。通过对比托轮实际位移信号中频率成分及特征谐波幅值大小，验证所提出的振动模型的正确性，为基于EMD和特征谐波能量分布的回转窑运行状态监测方法研究的可行性提供理论基础。　　（2）为从托轮位移信号中提取回转窑故障特征信息，通过对比分析不同特征提取方法的分析效果，表明EMD方法对于托轮位移信号分析的优势。在此基础上，提出基于EMD和特征谐波能量分布的回转窑状态监测方法。通过实验对比分析，验证其有效性。针对EMD方法的不足之处，研究了适于实时状态监测的FEEMD方法，并进行参数优化分析。通过对比验证，说明参数优化FEEMD方法能够准确高效地提取托轮位移信号中窑故障特征信息。总结给出故障诊断流程，为回转窑工况在线监测提供了具体方案。　　（3）设计了回转窑监测系统。简述监测系统整体架构及硬件部分，重点介绍基于AF框架软件部分，包括各个子模块功能及界面设计。为验证监测系统的有效性，设计了仿真测试系统。在实验室条件下完成该监测系统的功能测试，测试结果达到软件设计需求。该监测系统为回转窑运行状态监测提供一种基础技术方案，具有理论研究及实际工程意义。