鲁棒故障诊断与主动容错控制是提高控制系统可靠性的有效途径,在控制领域得到了广泛的研究。然而迄今为止,大部分的研究成果都集中在线性系统,关于非线性系统的研究成果还不是很成熟。因此,非线性系统鲁棒故障诊断与主动容错控制技术的研究具有非常重要的意义。　　 本文针对执行器加性故障、执行器失效故障和元部件故障三种典型故障,在假设状态变量完全可测的条件下,基于状态观测器理论、Lyapunov稳定性理论、人工神经网络理论、精确线性化理论和Backstepping理论,系统地研究了一类不确定非线性系统的鲁棒故障诊断与主动容错控制技术。　　 首先,研究了一类不确定非线性系统的鲁棒故障检测。分析了故障和模型不确定性对输出残差的影响,构造了故障检测观测器来检测故障发生的时间,研究了基于H∞范数的检测阈值设计方法。　　 然后,系统地研究了一类满足Lipschitz条件的不确定非线性系统的鲁棒故障估计。分别构造了自适应观测器或自适应神经网络观测器来在线估计系统中的故障,提出了两种新的故障估计算法,基于Lyapunov稳定性理论证明了观测器的渐近稳定性和故障估计误差的一致最终有界性。对于不满足Lipschitz条件的非线性系统,研究了自适应观测器或自适应神经网络观测器的构造方法,将本文提出的故障估计算法推广到了较一般的非线性系统。　　 接下来,研究了鲁棒故障估计的快速性和准确性。一方面,研究了故障估计算法中的参数对快速性和准确性的影响；另一方面,研究了在故障估计算法中加入微分环节对故障估计的快速性和准确性的影响。　　 然后,研究了三种典型故障系统的主动容错控制方案。基于精确线性化理论和Backstepping设计理论,推导了一种新的递归控制律,实现了对时变参考输入信号的跟踪。分别为三种典型的故障系统设计了容错控制器,讨论了容错控制律在控制工程中的实现问题。对于元部件故障情形,提出了对非线性系统进行分解、基于优先子系统设计容错控制律的方法,并将容错控制律的实现条件进行了有效的放松。基于Lyapunov稳定性理论研究了容错控制系统的渐近稳定性和输出跟踪误差的一致最终有界性,提出了一些有助于提高容错控制系统稳定性的建议。　　 最后,将所提出的鲁棒故障诊断与主动容错控制方案仿真应用到了某飞行控制系统中,进行了三种典型故障情形下的数字仿真,仿真结果验证了所提出的方案住控制工程中应用的可行性和有效性。