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信号处理与特征参数提取是实现发动机故障诊断的关键。针对传统小波和形态小波的缺陷，提出一种自适应形态梯度提升小波变换（AMGLW）。该方法采用信号的局部梯度作为判断信号奇异性的度量指标，在信号突变处采用提出的形态梯度提升算子以保留信号的冲击特征，在信号缓变处采用平滑算子以抑制噪声。在此基础上，提出采用改进非负矩阵分解方法对分解后的信号进行特征提取，计算用于发动机故障分类的特征参数。利用实测的发动机在5种状态下的振动信号对提出的信号处理及特征提取方法进行了验证。