故障诊断和容错控制技术在解决系统安全性、稳定性等问题中具有关键作用,因此得到了控制领域相关研究者的广泛关注。考虑到实际工程应用中的系统大多具有较强的非线性特征,因此针对非线性系统的容错控制方法的讨论与研究具有较强的实际意义与工程价值。本文研究了一类非线性系统的容错控制问题,并提出了两种容错控制策略。首先,针对一类具有未建模动态和外部扰动的非线性系统,提出了一种基于估计器的容错控制策略以解决系统中存在的执行器故障问题。其核心思想是设计故障估计器用于估计被控系统的故障信号及系统状态,进而根据所得估计值,设计状态反馈控制器以实现具有执行器故障的非线性系统的容错控制目的。在此基础上,给出了该容错控制策略的相关参数选取方案,以实现对系统状态及观测误差状态的渐进稳定要求。另外,为了进一步处理非线性系统中存在的诸如执行器故障、传感器故障以及被控对象故障等问题,本文提出了一种基于径向基神经网络和自抗扰控制方法的容错控制方法。其核心思想是将故障和系统不确定性作为总扰动,通过扩张状态观测器的观测和反馈控制率的补偿,实现对系统的容错控制。特别地,针对传感器故障,应用神经网络估计器对系统的真实输出进行估计,以代替传感器的故障输出,进而实现对传感器故障的隔离。为了进一步说明所提出的两种容错控制策略的有效性,本文以三容水箱非线性系统为平台,对所提容错控制策略进行了仿真研究。本文对系统中存在的执行器故障、传感器故障以及水箱泄漏等故障进行了仿真模拟,并将所提出的两种容错控制方法应用于系统。仿真试验结果显示,无论是否发生故障,此系统都展现了良好的跟踪特性,进而说明了所提容错控制策略对于三容水箱系统中存在的各类故障具有很好的容错控制效果。