离散事件系统(Discrete Event System)是一类由事件序列驱动的动态系统。随着现代工业化、智能化水平的日益提高，离散事件系统存在于许多重要的系统中。当离散事件系统规模日益增大时，任何一个故障事件都可能导致灾难的发生，诸如财产损失和人员伤亡，因此其故障诊断问题具有非常重要的学术价值和工程意义。然而离教事件系统中存在的“状态空间爆炸”问题，即系统的所有可达状态数量会随着系统规模的增长呈现指数级增长，会导致故障诊断变得更加复杂。为了有效地避免上述问题，本文提出了三种不同的故障诊断方法，无需遍历离散事件系统的整个状态空间，提高了故障的诊断效率。
　　本文以Petri网为建模工具，研究离散事件系统中的故障诊断问题，得到了基于Petri网结构特征的故障诊断方法。论文的主要内容介绍如下:
　　1、针对一类用变迁部分可观的无环Petri网建模的离散事件系统，文中提出了一种基于库所最大持有托肯数的故障诊断方法。首先，利用本文提出的确诊断网结构的概念界定故障的诊断范围。其次，给出三条网结构简化规则用于缩小子网规模，得到Petri网中的故障信息。最后，利用Petri网的结构信息，计算特殊库所中的最大持有托肯数，结合托肯在Petri网内部的流动形式，推断故障事件发生的可能性。该方法从网结构的角度，关注Petri网中的若干结点信息，降低了故障诊断的计算复杂性。
　　2、针对一类用变迁部分可观的标签Petri网建模的离散事件系统，文中提出了一种基于Petri网路径约束的故障诊断方法。首先，结合带标签Petri网结构的固有属性，给出了网结构的四条转化规则。其次，通过挖掘不同种类的路径信息，在已转化的Petri网模型中提取多种路径间的约束关系。然后，利用路径约束关系，结合托肯在路径中流动的情况，制定相应的路径约束规则。最后，推断托肯在Petri网中可能流经的路径，并针对故障诊断结果中的“不确定”情况，计算托肯流经故障路径的概率。该方法利用Petri网结构中多种路径约束关系，可以有效地诊断故障事件是否发生。
　　3、针对一类用变迁部分可观的有界Petri网建模的离散事件系统，文中提出了一种基于新通路状态图(Modified-Access-State-Graph，M-A-S-G)的故障诊断方法，可以计算出包含故障信息的变迁发生故障的概率值。首先，利用变迁对的概念重新诠释Petri网中结点之间的关系，并给出通路状态图(Access-State-Graph，A-S-G)的构建算法。其次，结合部分可观Petri网的结构信息和系统的故障信息，在A-S-G的基础上构建M-A-S-G。最后，在M-A-S-G中划分通路和状态的不同集合，反向推演托肯在网内的流动情况，计算故障变迁激发的概率。该方法将Petri网中的故障信息全部映射到M-A-S-G中，避免了冗余信息的干扰，降低了故障诊断的计算复杂性。
　　本文提出的故障诊断方法，均利用了Petri网的结构特征，与传统的离散事件系统的故障诊断方法相比，降低了计算复杂性，提高了诊断效率，同时有效避免了离散事件系统的“状态空间爆炸”的问题，能够满足系统实时性的要求，具有一定的学术价值和工程意义。