液压厚度自动控制系统(HAGC)为一典型的电、液伺服控制系统，而且是现代大型板带轧机厚度控制的关键部分。其可能出现的故障形式除了常见的磨损、变形等机械故障外，还有油液污染、泄漏等液压故障和电气断线、伺服阀卡死等电气故障，有时甚至发生机电液耦合故障。这些故障直接威胁着正常的生产和产品的质量问题。因此对其进行故障诊断技术的研究具有必要性和通用性。本文通过建立板带轧机厚度控制系统的三自由度动态仿真模型，并改变模型的一些物理特征参数，来模拟板带轧机在实际生产工程中可能出现的一些常见故障。并将这些故障数据进行处理与分析，以便进行故障诊断的研究；针对板带轧机HAGC系统输出信号阶跃响应的时域特性，本文分别提取了上升时间t r、峰值时间t p、调整时间t s、最大超调量M p四个特征参数来表征HAGC系统的故障现象。并分别拟合出每个故障特征参数与模型物理特征参数之间的方程曲线。在进行诊断时先根据故障特征参数来求得物理特征参数，进而根据一定的规则判断所属的故障类型；根据不同故障的HAGC系统输入、输出数据的不同，本文提出了建立输入电压信号与输出力信号的自回归各态历经模型(ARX)，并提取模型的系数b1、b2、b3作为故障特征参数来表征系统的故障。最后拟合出故障特征参数与模型物理特征参数之间的曲线方程，并根据一定的判断准则来判断故障类型。基于上述提到的两种故障诊断方法，加之主观经验的判断，应用数据融合理论将诊断结果进行融合，从而克服了单一诊断方法所带来的局限性和不稳定性，使得诊断结果更加可靠。并在此基础上开发出了具有人机交互界面的故障诊断系统。本文所用实验数据均采集于燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心的300四辊冷轧机中试平台，为本论文的研究工作提供了一定的实验基础。