随着系统结构复杂化、数据更新海量化、产业发展规模化等因素的不断形成,对系统运行安全的要求亦是一再提高,只有在更可靠、更安全的环境下,工作效率、生产效率、传输效率等才会跟着提升。于此,故障诊断技术在现实生活中的应用对生产生活具有十分重要的意义。本文将以智能小车为例的智能系统和闭环控制系统为研究对象,分别对这两个系统进行故障检测与隔离的研究。本文以现代自动控制系统作为故障诊断的研究背景,以智能小车系统和闭环控制系统为研究对象,以空间几何方法和线性系统理论知识为主要工具和手段,针对智能车系统和闭环系统的故障,进行相关的故障诊断方法研究,并主要从闭环系统故障诊断的研究中提出未来的研究设想。本文主要运用空间几何方法开展故障诊断技术的研究。首先以线性时不变系统为基础并扩展建立相应系统故障模型,提取故障特征;通过空间投影几何特性求解不变子空间和不可观测子空间;继而建立残差生成器并针对故障特征设计残差与故障的对应关系;然后通过空间解耦算法实现输出残差与噪声和干扰的解耦。于此,论文主要针对以下两点开展空间几何方法运用到故障诊断上的算法研究。1)针对以智能小车为例的一类智能系统,结合线性时不变系统建立小车运动模型,并以小车左轮、右轮、电机等主要部件的运行为主要测试点,构建伴有外界干扰或噪声的故障系统模型。设计残差生成器,通过空间映射算法计算系统相关参数,由故障系统与正常系统差值形成输出残差,设定安全运行阈值,使残差值与阈值相对比,进行故障检测。在小车运动过程中,采集测量主要观测点数据,当给定某一故障场景时,通过仿真验证出所提出算法的有效性,最终实现智能车系统的故障检测与隔离。2)针对闭环控制系统的输出反馈,反馈量可调节系统的输入输出量,能够使得系统处于平稳状态运行,但若系统出现故障情况,故障信息会伴随着系统反馈到输入端,作为一种有效信息继续存在于系统信息传输中,可能会致使系统故障加深或引发新的故障。于此,根据系统传递函数设计对应补偿器,使补偿环节对系统的作用以及扰动对系统的影响相互抵消,从而能够消除或者极大减少多扰动对系统的影响。设计残差生成器,并给出闭环系统中残差与故障相互耦合的条件,由特征子空间中所包含的映射关系来实现残差与故障的一一对应,并通过仿真验证故障检测与隔离的实现,进而表明本文提出的闭环系统故障诊断方法可在一定程度上减小故障对系统的影响。