对于安全性要求很高的系统,故障的后果往往是极其严重的,因而提高该类系统的可靠性和可维护性十分必要,而故障诊断技术则为提高系统的可靠性、可维护性和有效性开辟了一条新的途径。其中基于系统解析模型和残差的故障诊断技术是一种广泛应用于控制系统中的故障诊断方法,然而实际环境中系统模型的建模误差、外界的干扰、内部器件磨损导致的参数变化、系统的非线性等问题不可避免,故针对非线性不确定系统,基于解析模型的鲁棒故障诊断方法成为故障诊断领域一个新的研究方向。本文针对一类含有不确定性(系统建模不精确,参数发生变化以及干扰等情况引起)的非线性系统,结合自适应技术和滑模观测器技术,研究了不确定性上界值未知情况下的故障诊断方法。本文首先介绍了故障诊断的基本方法和主要内容,对基于解析模型的几种典型的鲁棒故障诊断方法的现状做了简要的总结。概括介绍了滑模变结构控制理论,并以几种典型的多故障诊断方法为例分析了多故障诊断方法的原理和步骤。针对一类满足Lipschitz条件的非线性不确定性系统,分析了滑模观测器的设计问题、鲁棒残差生成和故障检测方法,并通过对比同一参数不同取值环境下的仿真结果,分析了滑模观测器的抖振问题。针对不确定非线性系统中不确定性上界值未知情况下的单个执行器故障的故障检测问题,结合自适应技术和滑模观测器技术,构造了自适应滑模观测器,实现了滑模观测器的增益自调整,从而降低了传统滑模观测器的设计条件,实现了不确定性上界值未知情况下的故障检测,并有效地抑制了滑模观测器的抖振。最后通过等效变换方法,将传感器故障转换为虚拟的执行器故障,从而可以统一地处理执行器和传感器故障。通过结合奉献观测器技术,将自适应滑模观测器的故障检测方法推广到多故障诊断的情况,实现了多故障的故障分离和未知故障的故障检测,并给出了已知故障的重构信号,以及能定性反映未知故障类型的残差信号。