本发明公开了一种旋转机械轴心轨迹的改进HU不变矩提取方法，属于水电机组在线监测技术领域，包括利用HU不变矩方法对不同工况下的水电机组主轴轴心轨迹进行特征提取，从而对轴心轨迹形状自动识别，得出水电机组的标准轴心轨迹图；获取包括所述标准轴心轨迹图的水电机组数据信息，并与水电机组不同运行工况下的各单元标准区间数据进行对比和分析，得出水电机组工作情况；根据水电机组工作情况选择是否启动报警程，本发明算法简单，计算量小，识别精度高，轴心轨迹形状自动识别对于机组故障诊断自动化具有重要意义。