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为解决武器装备普遍存在的测试性设计差、故障诊断效率低和维护费用高等问题，提出了一种基于多信号模型的故障诊断系统设计方案；介绍了多信号模型的建模过程；以某型号武器装备的故障诊断系统为例。详细论述了方案中各模块的设计与实现方法；实验结果表明基于多信号模型的故障诊断系统能够有效提高系统测试性设计水平，缩短故障诊断时间和降低装备维护费用。