本发明公开了一种基于因果分析的子系统波动信号分析方法，包括：利用MEMD方法对多维信号进行分解，获得所有信号各层Imf，对各信号每层Imf基于归一化相关系数分组，基于稀疏指标修正组别，采用谐波检测方法寻找组别中存在成整数倍关系的基波及其谐波Imf，挑选同时拥有基波及其谐波的信号作为分组谐波检测特征选择的结果，对经过特征选择的波动信号进行去噪声和去周期项处理，并将剩余部分重构，获得相应目标子信号；利用扩展CCM方法计算重构子信号对不同时滞下的交叉映射指标，根据收敛阈值判断是否收敛，获得各个信号对的因果关系，进一步获得波动传播路径并定位波动源。本发明可以实现快速、准确地诊断工业控制系统中波动传播路径并定位波动源。