虚拟仪器是一种崭新的仪器设计理念，本文将虚拟仪器技术引入矿山机械的故障诊断，针对被监测设备的工况特点，进行了基于虚拟仪器技术的煤矿提升机故障诊断技术的应用研究，开发出一套适用于现场应用的机械设备故障诊断虚拟仪器，并将其应用于煤矿提升机的状态监测与故障诊断。论文开发的基于Labview和多功能数据采集卡的状态监测与故障诊断虚拟仪器，采用了高速磁盘流技术、逐点分析技术和信号分析与处理功能实现了振动信号的高速采集、实时分析和搬迁处理。工程应用说明了该系统硬件配置合理、工作稳定可靠、人机界面操作方便、软件设计精度满足现场要求，取得了良好的效果。论文针对提升机异常振动，利用长数据点频谱分析和倒频谱分析的综合应用，诊断出提升机齿轮箱的磨损故障，并通过劣化指数的计算，定量地说明了磨损故障的发展情况。利用短时傅立叶变换和小波变换对提升机的非平稳信号进行了分析，准确地完成了设备故障特征的提取。研究了在Labview中实现分形滤波的方法，分析了分形滤波具有良好的时频特性，能够真实地反映信号。根据现有盒维数计算中的缺点，用矩形代替正方形对盒维数的算法进行改造，并将其应用于设备故障诊断。将分形理论与小波分析相结合，利用整体分形盒维数来揭示设备的状态、局部分形盒维数定量地描述信号的细节特征，达到设备故障识别的目的。