在步入后工业化社会的今天,国民经济蓬勃发展,早已不是当初工业革命时简单粗放的生产方式,随着科技不断进步和认知水平逐步提高,规模化、高效化的生产方式逐渐取代原来的低效、作坊式的生产。随之而来的便是对系统安全和稳定的不断追求,所以我们需要将理论研究与实际生产过程相结合,以期满足经济的发展。故障诊断和容错控制技术在系统出现故障后可以很好地做出补救措施,为安全生产提供有力支持。一方面,故障诊断可以有效检测到未知故障在系统中的出现,判断发生的位置,估计故障的幅值,为系统进行故障补偿提供充足的信息。另一方面,容错控制能够保证系统发生故障的情况下有可以接受的稳定性和可靠性等性能。系统形式可以有多种多样,着重提及二维系统(2D system)是因为其广泛存在于各种工业领域当中,同时可以为许多工业问题提供有效的解决方法。不仅仅是鉴于二维系统突出的实际应用场景,更为重要的是由于二维系统自身的丰富性,特别是基于故障诊断和容错控制这一分支。本文正是起于这样的研究目的,系统研究了二维系统的多通道故障——主要是指传感器故障和执行器故障——如何进行估计和补偿的问题,线性系统的实践成果为下一步的非线性系统研究提供参照,值得一提的是由线性系统又可以展开来考虑线性时变时滞系统,可以说基本将涉及多通道故障的几类常见系统情况都囊括了进去。本文主要利用Lyapunov稳定性方法和线性矩阵不等式方法,针对二维线性系统、二维时变时滞系统和二维非线性系统这样三种典型模型,研究其故障诊断和容错控制,本文详尽安排和研究成果具体如下:在第二章中,本文希望借由比较崭新且实用的观测器设计方案,该方案可以较好地同时估计状态和执行器/传感器故障,实现了在二维线性系统下的执行器/传感器故障补偿问题。接着在第三章中,本文考虑了二维时变时滞系统下的执行器/传感器故障的主动容错控制,并给出了有效的观测器设计。最后,在第二章和第三章的铺垫下,本文将一类二维非线性系统的执行器/传感器故障的重构和补偿进行了相对完善的讨论,针对扰动也给出了满足H∞性能指标的故障重构观测器存在的充分条件。