在兵器科学和航空航天领域中，对于安全性的要求是非常高的。事实上，在20世纪进行的大量的火箭弹和导弹的实验中，由于各种故障导致的事故层出不穷。但由于军事保密的原因，我们似乎很难看到导弹或者火箭弹实验失败的消息。但是，在航天器或者火箭发射的事故却是屡见不鲜。这也可以从另一个侧面看出飞控系统故障诊断与容错控制的重要性。从1959年到1995年，美国和前苏联总共进行了250余次的航天器发射，发生故障166起。美国方面对一些事故进行了调查，发现其中很多事故是由于发动机或者操纵机构故障而造成的。近年来，美国针对飞行器故障诊断和容错控制技术进行了许多的研究，投入了大笔的资金，有了显著的效果。有文献报道，美国的航空飞机的故障概率降低了50%。由此可见，对飞行器的故障进行故障诊断是非常有必要的。

在火箭弹上加装简易制导装置可以使其成为制导火箭弹。近年来，制导火箭弹已经成了各个国家争相研究的课题。火箭弹是一种地面压制武器。可以用于地对地，空对地进行攻击，往往采用多管发射的形式，能够覆盖较大的区域，形成对目标有效的杀伤，并具有相当强的威慑力，可以对地面战场的步兵作战进行有效的支援。传统的火箭弹往往是无控的，仅仅依靠自身的气动布局设计来保证飞行的稳定性。因此，制导火箭弹因为其命中精度高，成本又较之导弹低廉的优势而被各个国家的军事工业部门所重视。

制导火箭弹相比于常规的火箭弹，多了控制系统。在制导火箭弹飞行的过程中，可能会出现舵面的卡死，失效等故障，同时，由于对方反火箭弹武器的的拦截，甚至可能出现火箭弹的弹翼以及舵面损伤非常严重或者完全损伤的情况。在此情况下，火箭弹将不能沿着预定的轨迹飞行，飞行过程中的各种控制性能大大降低甚至完全失控，这将导致火箭弹无法完成规定的作战任务。如果能够设计一种控制系统，能够在舵面受损的情况下对火箭弹进行控制，保有部分的控制性能，使得火箭弹仍旧能够完成一部分抑或是全部的作战任务，这种系统就是一种容错控制系统。而设计容错控制系统的前提就是能够对故障具体的形式和发生的部位进行检测，因此，对故障进行有效的检测具有着重大的意义。

1。2 故障诊断的基本概念与分类

1。2。1 故障诊断的基本概念

在控制理论中，故障是指当一个参数值相对于正常值有了明显的偏差，或者低于了系统所规定的临界值，导致系统出现了异常的现象或使得系统的功能远远低于正常的水平。而按照故障的发生位置，可以分为执行器故障，传感器故障和元器件故障。如果具体表现到状态空间模型

执行器故障主要对应着输入信号对正常值有所偏离的情况，元器件故障主要是指其中的系数矩阵偏离正常值的情况，传感器故障主要指输出量对正常值有偏差的情况。事实上，不同的故障的时间特性会有很大的差别。有的故障在图像上比较陡，往往称为突变故障。有的故障则比较平缓，则称为缓变故障。具体的定义是指：突变故障指在某个时间点或者某个很小的时间间隔内，系统的参数或者输入输出值有了一个突然的变化，即在这个时间段内，的值非常大甚至趋向于无穷大。缓变故障即故障变化相对时间的曲线比较平缓，相对而言比较小。间歇故障是指发生情况比较随机，突隐突现的故障，一般而言，这种故障源于器件的老化带来的功能下降。

故障诊断技术主要是用来确定系统故障与否，确定系统故障的部位和故障的具体参数（如故障的类型，程度等）。故障诊断的主要任务有三个。一是故障检测，来判断系统的故障与否；二是故障分离，来确定系统故障的具体位置；三是故障辨识，指通过一些方法得到故障的具体参数。