在航空技术不断深入发展过程中，发动机控制系统愈发复杂。因此，对控制系统故障的及时诊断及容错控制越发重要。针对此问题，本文以某型航空发动机为例，重点研究发动机传感器故障诊断、隔离并重构故障信号技术。首先在发动机非线性模型的基础上，应用拟合法得到相应状态的发动机线性状态空间模型，并在此基础上，为满足发动机状态大范围变化的需要，设计了发动机大偏差模型。其次，在发动机线性模型基础上，结合卡尔曼滤波理论及常值增益滤波器原理，设计了基于一组卡尔曼滤波器的发动机传感器故障诊断系统，实现了在稳态或动态情况下，对单一或多重传感器突变及漂移故障的检测、隔离、重构。针对本文应用的故障诊断方法，基于某型发动机进行了仿真。仿真结果表明，应用基于卡尔曼滤波器组的故障诊断方法可以及时、准确地对传感器软硬故障进行检测、隔离及重构，验证了所设计的容错控制系统的容错效果。