针对航空发动机数控系统传感器与执行机构失效问题,本文开展了故障诊断技术的研究,内容包括建立航空发动机免疫模型、免疫反馈PID控制器的设计、基于聚类分析的故障检测和诊断及基于部件跟踪滤波器的故障检测、隔离与适应实物在回路仿真的研究。首先,根据航空发动机非线性动态NARX模型,本文研究了基于免疫原理的航空发动机建模方法;建立了航空发动机免疫模型并使用免疫模型在线估计发动机传感器输出用以进行故障诊断。其次,本文将生物免疫原理引入到航空发动机控制之中,基于免疫反馈机理设计的PID控制器简单实用,可以有效改善常规PID控制的效果。同时,论文开展了基于免疫模型和聚类分析的发动机数控系统故障检测、诊断的研究;采用了基于故障告警浓度FAC的故障检测方法;研究了基于模糊C均值聚类(FCM)和人工免疫调节(AIR)聚类算法;并设计了对已知故障进行诊断和未知故障模式识别和诊断的方法;针对发动机数控系统中的传感器与执行机构故障,进行了仿真试验验证。最后,在基于部件跟踪滤波器的发动机数控系统故障检测、隔离与适应的原理和框架基础上,本文完善了其故障诊断适应算法。在基于DSP和CAN总线的故障诊断计算机和PC上,分别采用结构化和面向对象的方法设计了实物在回路仿真软件,并进行了仿真验证试验。