随着科技的不断发展及人们对舞台演艺水准期望的不断攀升，现代舞台机械控制系统在结构和功能方面都变的越来越复杂，系统发生故障的几率也随之增加。而现代舞台是一个与人密切交互的系统，其可靠性直接关系到现场人员与设备的安全，因此，舞台系统始终将安全可靠性当作舞台技术研究的中重中之重。鉴于此，本文从我国实际舞台系统的控制模式与层次结构出发，以某实际剧场舞台系统为背景，结合故障诊断与容错控制的思想，分别在系统结构顶层设计了一个安全稳定的上位监控软件，在中间层针对变频器故障设计了一种故障重构调度策略，在底层对编码器进行了故障诊断与软闭环容错控制。从三个层次对控制系统出现的故障进行分层协调处理，其主要研究内容包括：　　1）舞台机械控制系统上位软件开发与安全性设计　　根据实际舞台系统需求，利用VB和C＃分别开发了上位监控软件。软件与PLC之间采用OPC通信模式，软件内部采用ACCESS本地数据库，在数据传输中，采取握手应答的方式。在软件中分别从操作人员以及设备两方面进行安全性设计，针对不同操作人员以及不同设备进行了相应安全性设定。　　2）舞台台下子系统变频器故障重构调度容错　　舞台台下子系统基本为每个台子配备一台变频器，根据演艺要求，实际演出中，驱动台下设备的变频器大多并非同时工作。因此，利用这一驱动冗余特点，当某一变频器出现故障时，通过实时分析实际舞台中其它变频器的工作状况，借助于软硬件调度与重构，用闲置正常且功率匹配的变频器的输出替换故障变频器输出，由此实现故障变频器的容错控制。　　3）舞台台下子系统双编码器故障诊断与软闭环容错　　实际舞台系统当中，台下子系统安装有增量式编码器和绝对值编码器，二者存在解析冗余。针对台下设备编码器故障，文中提出了一种基于数据驱动的双编码器故障诊断与容错方法。该方法首先利用广义回归神经网络（GRNN）分别建立两个编码器输出与对应输入的广义预测模型，之后利用序贯概率比（SPRT）算法进行故障诊断，最后根据不同故障情况选择合适的软闭环切换机制，保证系统反馈信息的可靠性。仿真结果表明，此方法可以及时有效的检测出编码器故障，并且进行相应的安全切换，以软闭环方式确保了编码器故障时系统的稳定运行。