随着计算机技术的不断发展和工业自动化水平的日益提高,采样控制系统越来越多的应用于电力、石化等行业。这些系统规模大、造价高,一旦出现故障,往往带来灾难性的后果,因此要求采样控制系统有较高的安全性和可靠性,在这种情况下,采样控制系统故障检测问题应运而生。本文主要从以下几个角度围绕采样控制系统故障检测问题展开研究:对控制系统故障检测的三种方法,即基于解析冗余方法、基于知识方法和数据驱动方法分别进行了介绍,同时指出其中若干关键问题和最新发展状况。从可观测性能指数角度,对基于等价空间解析冗余故障检测方法的特点进行了研究,其中包括等价阶数的不同选择对故障检测的影响,等价向量和等价空间维数的关系,故障检测问题的鲁棒性分析等。最后,通过相互无作用串联水箱控制系统的仿真说明了上述理论分析。对单采样率控制系统的故障检测问题,首先采用引入数学算子的方法实现直接故障检测;其次对扰动作用下采样周期的选择方法、理想解耦的条件等分别进行了分析。仿真结果表明,直接故障检测方法比间接故障检测方法具有更强的故障检测能力,但采样周期的不同选择对直接故障检测方法的有效性有直接影响。对输出端多采样率系统故障检测问题进行了研究。与单采样率故障检测系统相似,首先通过引入数学算子实现多速率采样控制系统的直接故障检测;其次利用提升技术实现连续信号到离散信号的等价映射,将输出端多采样率的多输入多输出控制系统转化为与输入端具有相同采样周期的多变量控制系统,从而实现直接故障检测系统的设计。最后,通过仿真说明了两种设计方法的可行性,并对两种方法下的仿真结果做了对比。