控制系统性能评价在保证控制系统正常运行、节约生产成本上有着重要的作用。而控制系统的性能诊断作为控制性能评价后续研究的较为重要的环节,受到了越来越多的关注。在查阅现有相关国内外文献的基础上,本文从控制阀故障、模型对象失配、控制器调试问题、外部不可测扰动四方面对导致性能恶化的原因的诊断方法进行了深入研究。论文的主要内容和研究成果如下:1、概述了导致控制系统性能恶化的原因,总结现有回路振荡判断方法。在已有的控制系统性能诊断方法研究成果的基础上,总结得到建立在振荡检测基础上的控制系统性能诊断框架。2、在控制阀故障诊断方面,概述了现有的控制阀粘滞非线性特性检测方法,并进行了分类和归纳,对上述各种检测方法的适用对象和使用条件进行了详细的比较分析,并进行了仿真验证。3、针对存在不可测扰动时的模型对象失配的诊断问题,现有的诊断方法需要对控制系统采取侵入式的试验或者加入一定的激励信号。本文提出了一种时频分析与互相关分析相结合的控制系统性能诊断方法,该方法不需要外在激励条件和过程模型知识,可在存在模型对象失配时进一步定位失配通道。并通过多变量系统仿真实例证明了上述方法的有效性。4、为进一步区分模型对象失配和控制器过调对系统性能带来的影响,提出了一种基于快采样辨识技术的灵敏度函数分析方法。在检测确认系统存在振荡、并排除控制阀非线性因素的情况下,用该方法能区分模型对象失配、控制器过调和不可测周期性扰动的影响。仿真结果证实了这一方法的有效性。