随着科技的发展，现代工业系统复杂度逐步提升，机械臂凭借其生产效率高、安全性好等优势，在工业生产中扮演着关键角色，并逐渐取代人力成为主要生产力。单个机械臂生产效率低，功能较为单一，因此无法满足生产需求，而多个机械臂协同合作能够克服这些缺陷。当多机械臂协作系统中的子机械臂发生故障时，不仅会影响自身的控制效果，也会影响到其他机械臂，造成人力物力的损失，甚至威胁到人身安全。因此，及时获取系统中故障的幅值信息，并设计容错控制器显得尤为重要。　　多机械臂协作系统是由多个子机械臂系统组成的更为复杂的非线性系统。当多机械臂系统发生执行器或传感器故障时，其故障诊断与容错控制难度更大。本文通过设计观测器及时获取故障的估计值，设计包含故障信息的容错控制器。确保即使发生故障，在容错控制器的作用下系统输出仍能达到期望值。　　本文对多机械臂协作系统的故障诊断与容错控制方案进行研究，具体研究内容如下：　　（1）对执行轨迹跟踪任务的单个机械臂系统的故障诊断和容错控制进行研究，以机械臂的动力学模型为研究对象，考虑了扰动的影响。在机械臂系统中，驱动电机为执行机构，当执行器发生故障时，故障会影响机械臂关节的运动轨迹。通过设计自适应观测器进行故障诊断，自适应观测器的参数可由线性矩阵不等式解得。获取故障估计值后，采用滑模容错控制。使机械臂发生故障时，机械臂的运行轨迹仍能达到期望值，并通过李雅普诺夫定理证明容错控制后机械臂系统的稳定性。最后用计算机仿真验证所提出的控制算法的有效性。　　（2）对两个机械臂组成的协作系统的故障诊断与容错控制进行研究。在两个机械臂进行零件装配，孔轴配合时，两个机械臂的输出需要满足目标函数。故障的出现会导致协作任务无法较好地完成，针对此类系统，本文采用一种新的容错控制思想对系统进行容错控制。假设第一个机械臂子系统发生乘性执行器故障，并且自身没有容错能力，本文对第一个子系统设计自适应观测器估计故障的幅值。由于第一个机械臂子系统没有容错能力，因此需要在第二个机械臂子系统中设计容错控制器，使故障发生后两个机械臂的输出仍能满足目标函数。最后通过二关节机械臂的数值仿真证明提出算法的有效性。　　（3）对基于leader-follower的多机械臂协作系统的故障诊断与容错控制进行研究，多个机械臂实现同步控制时，需要每个follower机械臂的运行轨迹与leader机械臂相同。当其中的follower机械臂发生传感器故障时，设计学习观测器获取时变故障信息。然后基于故障信息对每个follower机械臂设计容错控制器，利用RBF神经网络补偿扰动对系统的影响，确保follower机械臂发生传感器故障时，仍与leader机械臂的运行轨迹保持同步，最后通过数值仿真验证了多机械臂协作系统容错控制算法的有效性。