随着工业化水平的快速发展,工程控制系统的复杂度在不断地增加,保证系统的稳定性变得越来越重要。然而,实际控制系统在长时间的运行中难免会出现故障,这会在很大程度上影响系统的正常运行,甚至会造成重大的灾难;另外,考虑到大多数工程控制系统都存在非线性和外部未知扰动等不确定性。因此,对不确定非线性系统进行故障诊断和容错控制的讨论和研究极具现实意义。基于此,本文研究了一类不确定非线性系统的故障诊断、主动容错控制和被动容错控制问题。主要研究内容如下:首先,针对存在执行器故障和外部未知扰动的一类不确定非线性系统的故障诊断问题,提出一种基于自适应迭代学习的故障诊断方法。该方法设计状态观测器和同时利用系统状态误差信号和输出误差信号的自适应迭代学习故障估计器来估计系统的执行器故障;利用H∞性能指标抑制扰动对系统的影响,并利用线性矩阵不等式求解观测器增益矩阵和自适应迭代故障估计器的参数矩阵;通过仿真验证该故障诊断方法的有效性和准确性。其次,针对同时存在执行器和传感器故障以及外部未知扰动的一类不确定非线性系统的主动容错控制问题,提出一种基于故障估计观测器的动态输出反馈主动容错控制方法。该方法将传感器故障增广为新的状态,将所研究的不确定非线性系统转化为增广系统,进而设计一种全新的未知输入迭代学习故障估计观测器同时估计系统的状态、传感器以及执行器故障;基于故障估计信息,提出一种动态输出反馈主动容错控制方案来补偿故障和扰动对系统的影响,保证闭环系统的稳定性;通过仿真验证该主动容错控制方法的有效性和准确性。最后,针对存在执行器部分失效故障以及外部未知扰动的一类不确定非线性系统的被动容错控制问题,提出一种基于自适应滑模的被动容错控制方法。该方法构造了一个降阶滑模面,利用线性矩阵不等式方法给出该滑模面可达性的条件,并利用自适应算法估计与效率因子相关的未知参数;设计一种线性控制律和非线性控制律相结合的自适应滑模被动容错控制律,抑制故障和扰动对系统的影响,保证系统的控制性能和稳定性;通过仿真验证所提出的被动容错控制方法的有效性。