在民机适航规章的安全性要求中,舵面丧失控制和舵面振荡是飞控系统两种主要的灾难级故障。现代民机多采用电传飞控系统,利用操纵位置传感器、飞控计算机、电液伺服阀等取代传统机械操纵机构,减轻了系统重量,节省了安装空间,提升了操纵性能;但由于操纵系统环节增多,故障率增高。为了提高电传飞控系统的安全性,现代民机普遍采用余度技术,通过增加并联飞控链路,降低系统的故障率。采用余度架构设计的本质是用超常规的资源换取高安全性,但过度的余度设计反而会使系统复杂度、费用、重量、空间增加,而系统平均无故障时间（Means of Time Between Failure,MTBF）减小。因此,需要综合评价和权衡最优的余度架构方案,以解决舵面丧失控制的问题;研究相应的余度管理和故障监控技术,以解决舵面振荡的问题。本文面向舵面丧失控制和舵面振荡两种故障,对余度架构设计和振荡抑制方法开展研究。通过工作原理分析,定性评估电传飞控系统分布式和集中式非相似余度架构的性能、复杂度。通过故障树分析,量化表征系统舵面丧失的故障率,进行方案权衡。通过表决与比较方法和力纷争均衡控制将舵面振荡的振幅和频率控制在适航要求的范围内。论文的主要工作与创新如下:首先,针对电传飞控系统控制链路包含机电液等多个环节,系统构成复杂,故障率高的问题,采用余度设计理论,通过非相似多余度架构配置方法,降低共模故障率,使舵面丧失的故障率满足适航安全性要求。对分布式和集中式两种余度架构进行原理分析,从计算机、舵面作动器供压系统和飞控配电系统角度定性地评估对比了两者的性能、复杂度,提出了一种将分布式电源和液压源集中管理二次分配的高安全性配置方法,并进行了方案权衡。以丧失升降舵控制故障为例,通过故障树建模,建立了六种底事件的表征模型;针对复杂电子硬件逻辑门无法穷举的问题,提出了一种以硬件失效表征逻辑门失效的故障建模方法,建立了飞控计算机等复杂硬件的故障模型;研究了带时序的单隐性和双隐性故障建模方法,对故障树中显性和隐性故障的逻辑关系进行研究;继而对分布式和集中式两种余度架构建立了故障树和可靠性框图,进行量化分析,选择最优方案。然后,针对电传飞控系统控制链路电子设备逻辑复杂、容易产生错误信号耦合,导致舵面产生振荡的问题,面向电传飞控系统余度数最多的四余度信号配置,提出了基于非相似余度信号的表决和比较方法。通过“冒泡法”对故障信号进行筛选并进行归一化处理,将振荡故障从信号中识别出来并进行隔离。分别对表决和比较监控的比较阈值和计数器门限进行了Matlab仿真,得到了系统的最大公差边界,用以确定监控器的比较阈值;同时得到了非线性飞控系统计数器门限的最优解;通过仿真预测,针对电传飞控系统中舵面振荡最高发生的频率（10Hz）,表决和比较监控最快可以在0.48s内探测到故障。通过全物理铁鸟试验平台对真实环境下,基于逻辑判断中最复杂的两路信号故障、两路正常的极限工况对监控算法的性能进行了测试和验证,试验表明监控方法可以在0.5s内检测到振荡故障,满足飞机振荡损伤容限设计标准中规定耐受时间0.5s的要求,证明表决与比较方法在振荡故障监控方面的有效性。最后,针对电传飞控系统舵面电液伺服作动器采用主-主工作模式带来的力纷争振荡,导致舵面疲劳,影响飞行安全的问题,提出了一种基于压力和位置双重反馈补偿的力纷争均衡控制方法。该方法通过对舵面两端的两个作动器收缩腔和伸出腔压差的比较生成压力补偿值;采用比例积分控制器,根据两个作动器之间的压力差与舵面扭转变形的比例关系将压力转化成位置进行补偿;利用积分控制对高比例增益出现的振荡和超调进行修正,消除稳态误差。再通过舵面两端的两个作动器位置传感器测得的实际位置进行比较,生成位置修正值,用来均衡两侧作动器的位置差,减少舵面两个作动器之间的方位误差,实现力纷争均衡。为了预测该方法的性能,建立了作动器-舵面的数学模型,用系统的最大延迟和作动器控制电子（ACE）的不同步性作为测试用例,对力纷争均衡控制进行仿真。结果表明,由于力纷争均衡的作用,两个作动器之间的压差最大约为200psi,低于结构损伤容限的设计要求的500psi。通过物理试验平台（铁鸟）对力纷争均衡控制进行了验证,试验结果表明,力纷争均衡控制将两个作动器之间的压差从400psi降至190psi,降低了52%,均衡方法可有效降低力纷争。