首先本文针对目前流行的解析冗余故障诊断方法由于被诊断系统中存在各种不确定性参数导致在系统无故障状态下，其模型仿真结果经常与系统的真实行为不一致，从而导致故障诊断中的“误警”，“漏警”等现象的发生，引入了模态区间分析方法对含有不确定性参数的动态系统进行建模仿真和故障诊断。同时解决了发散问题；另外，为降低模态区间分析算法在实际应用中的复杂性，本文引入误差界包络线和滑动时间窗口的概念。针对模态区间分析方法中强制最优理论在应用过程中所存在的局限性，本文提出了改进方法扩大了强制最优理论的应用范围；通过由实际问题抽象出的三箱动态系统仿真算例，验证了模态区间分析方法可有效解决含有不确定性参数的动态系统故障诊断问题。可有效的提高仿真模型的抗干扰能力。最后在上述研究的基础上，本文尝试利用模态区间分析方法对我国现役的某大型液体火箭发动机子系统进行建模仿真和故障诊断。