随着现代飞行器的复杂度越来越高,飞行器部件发生故障的可能性也大大提高,因此如何对飞行器的故障进行实时诊断,并且设计相应的容错控制器成为现代飞行控制系统设计的焦点问题。现代飞行控制系统应该具备如下功能:对系统可能发生的故障进行实时监测和识别,进而调整相应的控制策略,从而保证系统在故障情况下稳定,并且达到可行的性能指标。论文以多螺旋桨组合浮空器为研究对象,采用主元分析法对浮空器的传感器和执行器的典型故障进行实时监测,分别采用贡献图法识别传感器故障和采用状态观测器方法来识别执行器的故障;在故障诊断基础上,采用了基于降低性能的多参考模型跟踪控制方法设计控制器,使控制器在系统故障后仍然保持稳定,且达到可行的控制性能指标。论文的主要工作和成果如下采用主元分析法和贡献图法相结合方法对浮空器传感器的典型故障进行监测和识别,仿真证明了该方法可以有效地识别出传感器的漂移故障、偏置故障和冲击故障三种故障类型。采用了主元分析法和状态观测器相结合的方法对浮空器执行器故障进行识别和诊断,可以同时识别出多个螺旋桨推力效率损失的故障,并给出了仿真结果。采用基于降低性能的多参考模型跟踪控制控制方法设计控制器,针对执行器不同的效率降低的故障,设计不同的参考模型,进而实现了不同故障状态下控制增益自动调整。研究结果表明所设计的控制系统可以实时地进行系统传感器和执行器的故障诊断,并依据诊断结果设计了容错控制器,实现可行的飞行性能,同时采用降低性能的参考模型还可以避免故障后控制器易输出幅值饱和的问题。