风能是世界上发展最快的可再生能源,而伴随着其发展,风电机组的维护工作将显得尤为重要,近年来,机组故障发生频繁,轻则造成一定的经济损失,重则机组损毁甚至是人员伤亡,因此为了确保机组能够正常的运行,对它们展开故障诊断研究意义重大。本文从故障观测器的角度展开研究,设计自适应观测器并应用于风力发电机组故障的估计,主要包括以下内容:1、对故障诊断的发展和当前的故障诊断方法进行综述,并详细阐述基于观测器的故障诊断方法原理。进一步的,针对状态方程含有未知参数和具有动态输出的非线性系统,提出一种自适应状态观测器的设计方法,设计自适应控制律,并对观测器的稳定性进行重要证明,保证对系统状态能进行有效的估计,为后续风电机组的故障诊断研究建立理论基础。2、针对风机传动系统的速度传感器故障,提出一种基于自适应观测器的故障估计方法。首先针对风机传动系统的各部件分别进行模型分析,以此建立综合的传动系统状态空间模型;然后根据其模型设计故障估计观测器,证明观测器的稳定性,并对系统故障的可估计性进行讨论,同时,由残差信号给出一种自适应率的故障估计算法。当系统发生故障时,可根据所设计的故障估计方法对所发生故障向量进行估计,根据故障幅值的变化不仅能够快速检测到系统故障发生的时刻,并且还能诊断出产生故障的形式,有利于故障维修;最后由仿真结果分析表明所设计的故障估计方法的准确性和有效性。3、针对含有执行机构故障、传感器故障的风机变桨系统,考虑到噪声干扰等不确定因素,提出一种基于自适应解耦观测器的故障诊断方法。首先建立变桨系统模型,并将模型不确定性、噪声干扰等统一作为系统的未知状态输入;然后设计自适应解耦观测器,通过解耦处理技术使系统的状态方程不再含有故障估计向量,使得系统的故障估计和系统的状态估计的求解得以分开,从而产生对扰动因素不敏感对故障量敏感的残差信号。接着对所设计观测器进行必要的稳定性分析,同时根据残差信号的阈值评价函数,建立故障决策逻辑,在确定系统稳定的条件下,对系统进行故障检测。最后进行实例仿真,通过设计的解耦观测器,对具有噪声干扰等不确定因素的复杂变桨系统故障问题,可以准确有效的检测和估计故障。