航空发动机长期工作于高温、高压、强振动的恶劣环境,其控制系统的执行机构与传感器成为故障的敏感多发部位,从而严重影响整个航空发动机运行的安全性。因此,针对航空发动机执行机构及传感器故障,开展故障估计与容错控制研究,对保障控制系统可靠性具有重要工程意义。论文主要内容包括:首先,采用最小二乘法和拟合法建立航空发动机小偏差状态变量模型,在此基础上,采用矩阵伪逆法建立仿射参数依赖形式的线性参数变化(Linear-Parameter-Varying,LPV)模型。当航空发动机控制系统执行机构与传感器产生故障时,需要迅速对其进行故障估计与容错控制,使得系统仍能维持正常工作状态。其次,分别提出了鲁棒自适应故障估计器和基于线性分式变换(Linear Fractional Transformation,LFT)参数依赖的LPV故障估计器。首先,提出了鲁棒自适应故障估计算法,解决了存在外部干扰的航空发动机执行机构乘性故障估计问题。然后,对于存在扰动的发动机执行机构与传感器加性故障估计问题,利用有界实引理和投影定理,设计了具有调度特性的LPV故障估计器,仿真结果表明,设计的故障估计器能够准确的获取故障信息。进一步,针对扰动环境下,具有乘性和加性执行机构故障的航空发动机故障系统,基于所提故障估计器结果,提出了一种基于虚拟执行器的主动容错控制方法。在不改变无故障系统误差反馈控制器参数的情况下,综合误差反馈控制器、虚拟执行器和误差区间观测器,构建了航空发动机故障系统的重构策略。仿真表明,重构后的系统可以得到与无故障系统相近的性能指标,实现了航空发动机控制系统执行机构的主动容错控制。最后,针对扰动环境下,具有乘性和加性执行机构与传感器故障的航空发动机故障系统,在所提故障估计器结果的基础上,提出了一种基于虚拟执行器和虚拟传感器的主动容错控制方法。在不改变无故障系统误差反馈控制器参数的条件下,综合误差反馈控制器、虚拟执行器、虚拟传感器和误差区间观测器,构建了航空发动机故障系统的重构策略。仿真验证了重构后的系统能够得到与无故障系统相近的性能指标,实现了航空发动机控制系统执行机构与传感器的主动容错控制。