许多现代工业设备随着自动化水平的提高变得越来越复杂,对安全性和稳定性的要求也越来越高。而长时间的工作负荷易造成执行器和传感器发生故障,进而导致系统无法稳定运行,因此及时有效地进行故障诊断和容错控制是十分必要的。然而实际中的系统大多具有变量多、耦合性强等特征,并易受各类扰动等不确定因素的影响,这给系统故障诊断和容错控制带来了一定的挑战。对此,本文针对一类不确定非线性系统进行执行器和传感器故障诊断与容错控制研究。主要研究内容如下:首先,针对一类非线性系统同时存在执行器故障、传感器故障和扰动的问题,提出一种基于有限时间未知输入观测器的故障检测与估计方法。先通过线性非奇异变换将原系统解耦为两个降阶的子系统,其中一个只包含扰动,另一个同时包含扰动和故障;再将两个子系统的输出分别通过一阶低通滤波器获得增广状态,并将原系统的传感器故障转化为增广系统的执行器故障;设计未知输入观测器对增广系统的扰动和故障进行估计,并设计自适应阈值用于检测增广系统的故障。然后,针对一类不确定非线性系统存在执行器部分失效故障的问题,先通过将原系统转化成误差系统的形式,实现系统中的非匹配扰动转化为匹配扰动;再设计自适应有限时间容错控制器,并引入有限时间滤波器来避免推导过程中的“微分爆炸”问题;设计自适应律来估计执行器失效因子下界和未知扰动的上界,并通过理论分析验证了所设计控制器的有限时间收敛性。最后,针对一类不确定非线性系统同时存在执行器和传感器故障的问题,提出一种有限时间故障估计与容错控制方法。先将原系统的输出通过低通滤波器得到增广状态,进而将滤波器的状态与原系统组成增广系统,将原系统的传感器故障转换成增广系统的部分执行器故障;再设计状态观测器重构增广系统中未知的状态,并设计扩张状态观测器估计增广系统的执行器故障和扰动;基于反步法和有限时间稳定性理论完成有限时间容错控制器的设计,有效提高系统的收敛速度和稳态精度;基于永磁同步电机转速系统进行仿真和d SPACE模拟实验对比研究,验证了所提方法的有效性及在实际电机系统中应用的可行性。