由于航空、航天和机器人领域的机械控制系统规模不断增大,大规模的复杂系统已经不能用简单的单一模型建模,而采用多体系统或互联系统的方法能够有效地处理这类非线性、强耦合的大规模系统,满足系统的控制精度要求。由于这类系统子系统数目多,其中任意一个子系统发生故障,都会影响整个系统的稳定性,因此多体系统和互联系统的容错控制(Fault Tolerant Control,FTC)研究是重大工程领域的迫切需要。本文首先介绍了课题的背景和研究意义,概述了多体系统建模、控制和容错问题,并介绍了互联系统的基本模型,总结了互联系统的容错控制技术方法。其次,针对一类端口受控哈密顿建模的多体系统,提出了一种基于能量守恒思想的协同容错控制方案。当多体系统中的某个子系统发生故障,改变了系统的能量,通过外部控制输入和端口内部控制输入,将控制量传递到故障子系统中,抑制系统能量的变化,使整个系统能量保持守恒。为了验证该协同容错控制策略的有效性,考虑了一类由机械连接装置和木块组成的端口受控多体系统,仿真结果验证了该控制算法的可行性。接着,本文针对串联三体绳系卫星系统,将其模型在平衡点处进行简化,并用互联系统的形式来描述该绳系卫星系统,提出了一种分散式控制算法,使得每一个卫星的控制器都只利用自身的状态信息。在稳定性分析中,采用互联系统的分析方法,当卫星之间的耦合项满足小增益原理时,整个系统的稳定性能够保证。虽然分散式控制对耦合条件的要求高,但是此控制方案能够大大减小卫星之间的通讯负担。仿真结果验证了该分散式容错控制方案的有效性。最后,针对该绳系卫星系统,进一步提出了其他三种在互联系统中常见的控制方案,即集中式控制、半集中式控制和分布式控制,并且讨论了某个子卫星执行器发生故障下的容错控制问题,根据四种控制方案分别设计了相应的容错控制器。由于子卫星之间的耦合关系,进一步讨论了互联系统的故障传播问题。仿真分析中,通过系统在无故障和发生故障时四种控制算法下状态轨迹的对比,分析了四种控制算法的优劣性。