本文以双组元统一推进系统为研究对象,围绕系统故障模式、SDG定性建模与分析方法、定性推理策略、集成定性定量分析等问题,研究发展了推进系统定性与半定性故障诊断方法。总结分析了航天器推进系统在运行过程中(包括变轨过程和姿控过程)的故障模式,并从故障诊断的角度,筛选和归纳了12种主要故障模式。深入研究了符号有向图(Signed Directed Graph,SDG)的建模与分析方法以及基于SDG的诊断策略;在此基础上建立了某双组元统一推进系统和SZ推进舱推进子系统的SDG模型,分别进行了上述两个系统基于SDG模型的定性故障诊断分析。结果表明,定性SDG模型用于故障诊断分析的完备性较好,能够覆盖所有可能的故障源。针对定性SDG方法故障分辨率不高的问题,本文从两个方面发展了集成定量信息的SDG诊断方法:一是附带时间信息的TSDG(Temporal SDG)方法;二是将部件控制方程的分析结果集成到SDG的支路中。SZ推进舱推进子系统的诊断实例表明,集成定量信息的SDG方法可以有效地提高故障诊断的分辨率,较好地解决了故障隔离的问题。本文的研究结果为设计和实现双组元统一推进系统在轨故障诊断与隔离系统奠定了一定的基础,对发展航天器自主管理技术具有一定的参考价值。