为了对矿井提升机的轴承故障进行精确诊断，提出一种基于深度神经网络的双层次故障诊断系统，精准识别提升机轴承的故障类型及故障程度。该系统首先利用滑动窗口重叠采样技术进行数据增强，随后结合自编码器减少噪声影响，通过反向传播算法训练深度神经网络双层分类器识别出故障模式及故障程度，最后用集成学习投票法进一步提高识别准确率。实验结果表明，该系统诊断准确率高于SVM与BPNN算法，可以完成提升机轴承的故障诊断任务。