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针对目前涉及较少的非均匀采样数据系统故障检测研究，研究了一类基于观测器的故障检测滤波器设计问题；对于非均匀采样数据系统，首先利用提升技术推导出系统的提升状态空间模型，然后选用基于未知输入观测器的故障检测滤波器来作为残差产生器；同时给出一种故障检测滤波器设计的H∞最优化设计方法，并给出其最优解及存在条件；最后通过一个示例进行验证，结果证明了该方法的有效性；该方法能够有效地实现对非均匀采样数据系统的故障的检测。