重型燃气轮机国产化是当前我国的重大战略目标之一,在燃气轮机国产化过程中,燃气轮机控制系统的国产化成为亟需解决的技术难题。实现燃气轮机控制系统国产化首先要保证控制系统的可靠性,冗余容错技术是一项提高控制系统可靠性的重要技术手段。为提高燃气轮机控制系统可靠性,推动重型燃气轮机国产化进程,本文开展如下研究:（1）在分析燃气轮机热力循环的基础上,研究燃气轮机控制系统基本结构。基于Rowen燃气轮机模型,并结合通用电气公司某MS109FA型燃气轮机数据,得到燃气轮机控制模型。梳理总结燃气轮机控制系统常见的故障类型,并分析可靠性评价指标。（2）提出基于自适应观测器的传感器故障容错控制方法,方法包含故障检测单元、自适应观测器单元以及无扰单元三部分。对于燃气轮机控制系统的燃料量、压气机进口导叶开度以及功率传感器故障,可以实现燃气轮机控制系统传感器故障的故障检测、传感器信号重构以及重构信号的无扰切换。通过传感器信号重构实现传感器冗余。利用半物理测试平台对传感器故障容错控制进行测试,结果验证了传感器故障容错控制方法的有效性。（3）提出基于自适应状态反馈控制的执行器故障容错控制方法,方法包含故障检测环节、自适应状态反馈控制环节以及无扰切换环节三部分。对于燃气轮机控制系统的燃料调节阀与压气机进口导叶执行机构故障,可以实现执行器故障的故障检测、控制律重构以及不同控制律间的无扰切换,利用半物理测试平台对容错控制方法进行测试,测试结果验证了执行器故障容错控制方法的有效性。（4）进行燃气轮机控制系统可靠性分析。针对传感器故障容错控制,通过马尔科夫链方法,分别建立无容错控制与采取容错控制两种情况下的马尔科夫状态转移模型,进行可靠性分析,结果表明在采取传感器故障容错控制后,燃气轮机控制系统可靠性得到提升。针对执行器故障容错控制,结合可靠性指标,利用执行器故障容错控制测试数据,分别计算采取传统PID控制与采取容错控制两种情况下的可靠性指标数值,结果表明在采取执行器故障容错控制后,燃气轮机控制系统可靠性得到提升。