旋转机械如各种发电机组、航空航天发动机、离心式压缩机等都是国家电力系统、航空事业、石化企业等关键部门的必要设备，一旦发生故障将会给国家和工厂带来巨大的经济损失。因此，对旋转机械进行状态监测与故障诊断具有很重要的意义。旋转机械中的水电机组属于低速旋转机械，其作为水电能源建设与发展的关键设备，它的安全稳定运行不仅影响到机组的效率还关乎人员生命及机组的安全。现阶段国内外应用的水电机组状态监测集成系统已经比较成熟并在电厂得到了广泛的应用，如华科同安TN8000、创为实S8000、中国水利水电科学研究院自主研发的HM9000以及一些国外机组自带（瑞士Vibo-Meter系统）的监测系统等，但这些状态监测系统大多不具备故障诊断功能，该技术尚处于摸索阶段，理论和方法的研究相对较多，工程应用相对较少。

在旋转机械的运行中，转子的正常运转决定着整个设备的工作状态，因此转子系统的故障诊断是旋转机械故障诊断研究中的重要组成内容，由于振摆信号中提取的特征量比较直观，对旋转机械的故障诊断研究多针对其振动和摆度信号。轴心轨迹是转子振动信号中的重要组成部分，其利用轴系同一截面上两路相互垂直的振动信号合成，它的动态特性和形状含有大量故障信息，可以形象、直观的反映设备的运行情况。因此，轴心轨迹形状特征包含的故障特征信息可以作为轴系故障的重要依据，如：轴系不对中轴心轨迹一般呈香蕉形或外8字，尾水涡带会引起花瓣形的轴心轨迹、转动部件不平衡轴心轨迹为椭圆形等等。轴心轨迹的形状识别作为判断设备故障的重要依据，在旋转机械（包括水电机组）的状态监测与故障诊断中得到一定应用 。