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本文运用非线性滤波方法研究了一类非线性系统的故障诊断。当故障模型确定时，采用多模型故障检测，并运用似然比检验方法进行故障模式的分类，其中系统的状态估计采用了扩展卡尔曼滤波（EKF）、Unscented卡尔曼滤波（UKF）和粒子滤波器（PF）等方法。在不同噪声环境下，对基于EKF、UKF和PF的一类非线性随机系统的故障诊断方法进行了比较研究，仿真结果表明了基于PF方法对于非线性、非高斯系统的故障检测与诊断的有效性。