电力机车电气系统的故障诊断研究是保证机车安全运行、减少机破事故发生的一个亟待解决的课题。本文以SS9型电力机车为研究对象，在研究了SS9型电力机车电气系统组成的基础上，深入机车制造和运用单位了解机车运用情况及相关资料，总结出了SS9型电力机车电气系统的常见故障，并分析了现有车载监测装置和微机诊断系统的不足。 作者在分析了SS9型电力机车电气系统的基础上，对其电气系统的故障诊断系统进行了总体设计，将整个系统分为两部分：在线状态监测系统和车载故障诊断专家系统。 在线状态监测系统的设计以TMS320LF2407A数字信号处理器为核心。文章分别对机车电气系统状态的采集、处理、存储及异常、故障信息判断等模块进行了设计。 专家系统的设计是整个故障诊断系统研究的核心。文章以故障知识库的建立及诊断推理机的设计为重点，针对电力机车电气系统的故障特性，提出了以产生式规则推理、模糊推理及案例推理相结合的多级推理模式，并设计了自动诊断和交互式诊断两种诊断方式。 最后，本文在系统设计的基础上，对故障诊断专家系统的开发与实现进行了研究，并初步编制了SS9型电力机车电气系统的故障诊断系统软件。