针对滚动轴承故障诊断问题,提出张量奇异谱分解(TSSA)与极限学习机(ELM)相结合的诊断方法。TSSA将一维时域振动信号转换成三阶张量,使用标准张量分解对三阶张量进行分解并重构回一维时域振动信号;为了验证TSSA的有效性,将奇异谱分解作为对比方法,仿真结果表明TSSA重构后的信号能够找到故障特征倍频,其效果优于奇异谱分解。从重构时域信号中提取时域特征参量,并使用ELM网络对其实施诊断;为验证ELM的有效性,将BP、SVM作为对比算法,诊断结果表明从诊断准确率、样本比例、诊断时间方面而言,ELM的性能比BP、SVM要好,ELM更适宜于轴承故障诊断。