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机电系统作为实现工业过程自动化的基本单元，是应用最为广泛的子系统。随着科学技术的进步以及现代化水平的提高，在工业现场使用的大量机电系统结构越来越复杂，自动化程度也越来越高，由于其使用的环境及工况等因素，使之发生故障的可能性越来越大，从而使对机电系统的故障诊断研究变得具有实际意义。本文以机电系统为工程背景，以风力发电系统和机器人等典型机电系统为具体对象，从提高对建模误差或干扰的鲁棒性，提高故障的诊断敏感性等几个方面着手，对机电系统的非线性故障诊断问题开展深入研究。其主要研究工作与结论如下：