现社会,科技飞速发展,对控制系统安全性与可靠性的要求越来越高。从积极方面看,给社会带来了巨大的经济效益和舒适的生活环境。但从反面来看,自动化中的任一环节出现故障都将带来不可低估的灾难性事故。由此,故障诊断问题的重要性日益显现出来。用故障诊断来检查系统状态和提高系统的稳定性是一个必不可少的环节,近年来,在对系统稳定性要求日益增高的大背景下,被专家们推到一定的研究高度。故障诊断的第一步是故障检测技术,他的作用对系统是否发生故障作出一定的判断,避免故障对系统造成更大的危害。第二步是故障估计技术,这是在第一步的基础上进行的,作用是在线估计出故障的边界值,在故障诊断中起着重要作用。但故障估计的难度更大,相比于故障检测,其研究更具有挑战性。近几年,故障诊断技术的研究成果层出不穷,诊断技术更加丰富,但是仍存在一些缺点,这些缺点限制了各种技术的使用范围。由此可见,故障诊断问题仍是一个有待深入研究的课题。本文研究了基于观测器的航天系统的故障诊断问题,主要工作如下:其一,传统自适应虽然设计方法简单,但存在等式约束,难以使复杂系统的动态性能得到满足,因此,对传统自适应故障诊断方法进行了改进,改进后的算法显著提升了故障估计的快速性以及准确性等性能。并改进了传统自适应故障诊断的证明过程,通过不等式变换的运用消除了等式约束,放松了诊断规则,扩大了其应用范围。其二,提出了多观测器故障隔离方法,设计两层故障诊断方案,在对系统进行故障检测之后再实行具体的故障隔离方案,这种方案能在判断出系统故障之后,进一步对故障发生位置进行定位。其三,针对实际系统扰动不确定性的的特点,将观测器与神经网络方法结合,从而实现对微小故障的检测,增强系统故障检测的能力,对单一观测器诊断方法的应用范围进行了拓宽。最后将其应用到航空系统进行仿真,验证了所提方法的有效性。