随着控制系统的发展,其可靠性和安全性也越来越受到人们的重视。然而由于系统结构变得越来越复杂且系统规模越来越庞大,系统的执行器和传感器等元部件不可避免会发生故障,从而导致系统控制性能下降,甚至导致系统运行不稳定。因此,如何针对具有执行器和传感器故障的非线性系统设计有效的容错控制器,保证系统的稳定运行具有重要的理论意义与实际应用价值。本文基于自适应反步控制方法、模糊逻辑系统、容错控制方法、非线性和随机非线性系统稳定性理论等技术,针对不同类型的复杂非线性系统存在传感器或执行器故障时的容错控制问题进行了深入研究,论文的主要研究内容如下:针对一类具有严格反馈结构和外部干扰的非线性系统,考虑系统执行器同时存在未知输入死区特性和执行器故障的容错控制问题。首先利用模糊逻辑系统逼近系统中存在的未知非线性项,基于模糊逼近误差和系统外部干扰构造增广系统新的未知干扰,在控制设计过程中设计干扰观测器估计系统的未知干扰变量;其次将系统的控制输入表示为关于未知死区输入特性的非线性函数,并基于自适应反步法设计了相应的参数自适应律和自适应模糊容错控制方法。通过利用李雅普诺夫稳定性理论对闭环系统的稳定性进行分析,保证了闭环系统是稳定的,且闭环系统的所有信号均为半全局一致最终有界。针对一类随机非线性严格反馈系统,考虑系统同时存在量化输入和执行器故障的输出反馈容错控制问题。首先基于模糊逻辑系统逼近系统中的未知非线性函数,并设计模糊状态观测器估计系统的不可测状态;其次通过将量化输入信号表示为输入信号的非线性函数,基于伊藤微积分理论和自适应反步法设计了相应的参数自适应律和自适应模糊容错控制方法,并利用随机系统理论对系统进行稳定性分析,保证了闭环系统是依概率稳定的。针对一类伊藤随机非线性系统,考虑系统存在未知参数、传感器故障和未知控制方向的容错控制问题。首先假设系统所有状态均存在部分失效故障,且系统的n阶状态方程均存在未知控制方向;其次基于自适应反步法给出依赖于状态传感器测量信号的坐标变换,在此基础上设计了指数型李雅普诺夫函数,并分析了闭环系统的随机稳定性,基于Nussbaum型函数提出了新颖的自适应容错控制方法,补偿了传感器故障和未知控制方向对系统的性能影响。针对单输入单输出随机非线性严格反馈系统和随机互联非线性系统,首先考虑单个系统同时存在传感器和执行器故障的输出反馈容错控制问题,其次将该类型系统作为互联系统的一个子系统,研究了互联随机非线性系统的自适应分散容错控制问题。首先利用模糊逻辑系统逼近系统的未知非线性函数,并构造模糊状态观测器估计系统的不可测状态和失效比例常数;其次针对观测误差系统构造了新颖的二次和三次混合李雅普诺夫函数,设计了相应的参数自适应律和自适应模糊容错控制方法。在此基础上,利用分散控制思想,将上述结果推广到了一类随机互联非线性系统,两种方法均保证了闭环系统的状态变量均依概率半全局一致最终有界。针对一类具有纯反馈结构的随机非线性马尔可夫跳跃系统,考虑系统同时存在时变时滞和执行器故障的容错控制问题。首先将系统故障模型表示为具有死区特性的非线性故障模型,同时给出了依赖于马尔可夫变量的坐标变换;其次基于该坐标变换设计参数自适应律和自适应容错控制方法,并利用随机系统理论对系统进行稳定性分析,保证了闭环系统状态变量均依概率有界。同时,将所提的控制算法应用到了一类实际的主动悬架控制系统中验证其有效性。