目前,我国燃气轮机控制系统正处于国产化的机遇期和攻关期。燃气轮机控制系统的故障诊断技术对于提高系统可靠性与自动化程度具有重要的作用。执行器是控制系统的重要组成部分,研究执行器故障技术具有重要的理论意义与工程价值。以燃气轮机气动执行器为主要研究对象,本文围绕燃气轮机气动执行器的故障排序和故障建模展开研究,主要工作和成果如下:(1)为选择关键的故障模式进行故障模型研究,参考层次分析法和模糊综合评价等理论,以燃气轮机控制系统薄膜式气动执行器为研究对象,提出了基于模糊层次分析的故障排序方法,并依据专家意见对气动执行器故障进行排序。结果表明,基于模糊层次分析的故障序位能准确有效地反映各类故障的重要程度;与传统基于风险顺序数的故障排序方法相比,可有效解决专家评价术语不同对分析结果影响较大的缺点;(2)基于机理分析与数据驱动理论方法,提出了基于机理与数据驱动的复合故障建模方法,并对故障序位较高的前三种故障模式进行故障建模研究;(3)为验证所建故障模型的准确性,基于MATLAB/Simulink仿真平台,本文针对气动执行器故障模型进行了仿真与分析,并与DAMADICS基准平台仿真结果进行比较。结果表明,气动执行器故障模型中的阀位及流量变化趋势与基准平台保持一致,模型准确度较高。