针对自动机振动响应信号非线性、瞬态和冲击特性，提出基于聚合经验模态分解（EEMD）和矩阵分形相结合的自动机故障诊断方法。首先对采集到的自动机各种工况信号采用EEMD分解的方法对其进行分解，通过对分解得到的固有模态函数（IMF）分量信号进行广义维数计算，得到每个工况广义维数分形矩阵，发现不同工况下的分形矩阵有较大差别。通过计算待检测信号与样本信号之间的的相关系数，采用折线图进行直观比较，确定待检测信号的故障类别。验证了该方法能有效地应用在自动机故障诊断中。