近几十年来,随着现代航空科技的高速发展,世界各个国家对无人机的需求日益增多,对于无人机技术的研究也相应的越来越受到人们的关注。在现有的技术中,虽然无人机技术已经发展的相对成熟,但是无人机编队飞行技术还有很大的发展和研究空间。由于无人机编队系统自身的复杂度高以及对安全性的高要求,使得故障诊断显得尤为重要。本文针对领航-跟随分布式无人机编队系统,采用构建未知输入观测器、滑模观测器等方法,分别研究了单机单故障、单机多故障以及多机多故障情况下的故障诊断问题,全文的主要工作和创新点如下:1.针对一类带有执行器故障的分布式编队飞行系统的故障诊断问题,在输入信息无法获知的情况下,提出了一种基于未知输入观测器的分布式故障诊断方法。首先采用升阶的方法,引入一个由原状态量和执行器故障向量相结合的新的状态量,从而实现对分布式编队故障系统外部干扰的解耦,然后采用未知输入观测器的方法来确定系统的故障情况,并得到一组无人机编队分布式故障诊断观测器增益矩阵,结合增广系统中的故障项,最终得到故障的估计值。2.针对无人机编队系统在单机同时发生执行器和传感器故障的情况下的故障诊断问题,提出了一种基于滑模观测器故障诊断方法。首先,对故障模型进行了处理,引入一个新的状态变量,将传感器故障等效为“伪执行器故障”,从而对无人机编队系统的“总的执行器故障”进行故障诊断,采用滑模观测器与“总的执行器故障”的输出构造残差信号进行故障诊断,设计基于滑模观测器的故障诊断方法,证明了滑模观测器的稳定性。3.针对无人机编队系统在多机发生执行器、传感器和通信拓扑多故障的情况下的故障诊断问题,提出了一种基于滑模观测器和变换广义观测器的多观测器故障诊断方法。首先设计了编队的控制律,确保速度对应的前向距离,加速度对应的侧向距离和高度的稳定,从而保证了整个无人机编队稳定。其次,设计了单机内部的控制律,使每架无人机跟踪外部的速度和加速度信号。然后,在系统发生执行器故障、传感器故障和通信拓扑故障发生时,设计滑模观测器和变换的广义观测器分别对执行器故障、通信拓扑故障和传感器故障进行估计。最后,通过不同的仿真实例验证了故障诊断方法的可行性和有效性。