磁浮列车依靠电磁力实现与轨道无接触运行,是一种新型轨道交通系统,其中悬浮系统是支撑磁浮车辆的核心关键系统。悬浮系统故障不仅包含了各个部件的完全失效,也包括了由于长时间运行导致性能退化产生的微小故障,不论是哪种故障的发生,都有可能影响磁浮列车正常运行,因此对磁浮列车悬浮系统的故障诊断问题进行研究十分必要。在国家“十三五”重点研发计划课题任务“永磁电磁混合悬浮系统建模、故障诊断与容错控制研究”支持下,以高速磁浮列车悬浮系统为研究对象,建立了基于搭接模块悬浮系统的故障模型,采用基于鲁棒观测器方法对悬浮系统的执行器及传感器故障进行诊断,最后利用基于模型和数据驱动联合的方法,利用现有的实验数据研究了在故障模型不准确条件下的故障诊断问题。论文的主要内容如下:1.在分析悬浮系统结构、组成及工作原理的基础上,建立了高速磁浮列车悬浮系统的故障模型。设计了全状态观测器对模型进行故障诊断,通过仿真对故障诊断效果进行验证,并分析了全状态观测器方法的局限性。2.针对悬浮系统的执行器故障,通过状态和输出转换将故障从原模型中解耦出来,从而不受干扰影响。设计滑模观测器实现,通过Lyapunov稳定性理论推导出悬浮系统的稳定性条件,并将其转换为线性矩阵不等式优化问题,求解出观测器的设计参数,针对执行器进行故障诊断,通过仿真结构表明该方法的有效性。3.针对悬浮系统的传感器故障,将传感器故障从输出方程中通过积分后引入状态方程,可以类比于执行器故障,然后通过将故障从原模型中完全解耦,实现故障检测与隔离。设计自适应观测器和滑模观测器两种故障估计方案,通过仿真进行对比,结果表明,基于滑模观测器和基于自适应观测器都可以有效地实现故障诊断,基于自适应观测器的故障诊断效果较好。4.由于实际系统的准确模型难以获得,且模型参数随运行工况而变化,而系统的输入输出数据很容易地在线获取且能够反映系统特性,因此,采用模型与数据联合驱动方法,可以有效解决因模型不确定、模型参数变化所带来的影响。本文针对悬浮系统所提出的故障诊断方法能够提高悬浮系统的可靠性和安全性,为高速磁浮列车的工程化应用提供故障诊断相关的理论与技术参考。