故障诊断技术是一门应用型边缘学科，它是自动控制的一个重要分支。在大多数实际的控制系统中，总是存在或多或少的诸如建模误差、噪声、未知扰动等不确定性，因此基于解析模型的故障诊断技术对这些不确定性的鲁棒性是一个值得深入思考的问题。在改善故障诊断技术鲁棒性的研究中，已经提出了许多诸如Luenberger观测器、自适应观测器、滑模观测器等以观测器为基础的故障诊断方法[144]。在众多方法中，又以滑模观测器研究最为广泛和深入，且取得了丰硕的研究成果，并展现了良好的应用前景[145]。

随着滑模变结构控制理论的不断丰富和充实，基于滑模观测器的故障诊断技术越来越受到重视。因滑模变结构控制对动态系统的外部扰动和内部参数摄动具有较强的鲁棒性，且对位于控制子空间内的不确定性具有不变性，而且可证明滑模变结构技术可用以处理结构的不确定性[146-148]。这正是与提高故障诊断系统的鲁棒性相一致的，因此将滑模观测器引入故障诊断系统的设计中，可使其对动态系统模型的不确定性具有比鲁棒性更强的不变性的同时，对故障的发生保持较高的灵敏度[149]。文献[150]率先将滑模观测器理论应用于故障诊断技术，其本质上是一种基于模型的故障诊断方法，实现过程包括残差产生和残差评价及决策两个阶段，在系统故障发生前，保证滑动模态的存在，并以此为条件，通过检验残差信号是否在规定的滑动区内，从而判断故障是否发生。其基本理论如下：

针对非线性系统：

式中，d（x，u，t）为系统建模误差和不确定性等的未知输入扰动；fs 代表故障。

构造如下滑模观测器：(www.daowen.com)

式中，ν为滑模变结构输入信号。

式中，ε 决定了滑模边界层的宽度；ρ为大于零的常数。

定义状态误差e = xˆ - x，输出误差ey = yˆ - y，并选取输出误差作为残差信号，即r＝Ce-Gfs。当滑模条件满足时，无故障情况下，r =0 ，发生故障情况下，r ≠0 。

随后，Edwards、Tan、Yan 等学者对此进行了深入研究[151-153]。基于滑模变结构，文献[152]首次提出了等价输出注入的概念，并将其用于故障的重构。此重构方法可在不考虑未知输入扰动和输出观测误差的条件下高精度地复现出原故障信号，且滑动模态在整个过程一直得到较好的维持，此后Edwards 等人又将各种非线性不确定性考虑进去开展研究，并将理论扩展到包含传感器故障的情况，使得基于滑模观测器故障诊断与重构理论愈发完善。文献[154]全面总结和归纳了基于滑模观测器理论的故障诊断和重构技术，并分析了对应于线性和非线性系统的不同设计方法。关于滑模变结构理论在永磁同步电机控制系统中的应用文献很多，但将其应用于永磁同步电机的故障诊断方面的研究相对较少。文献[81]将滑模变结构观测器和传统的Luenberger 观测器相结合，开展了永磁同步电机永磁体失磁故障的检测，但是在小负载转矩条件下实现的。文献[155]基于自适应滑模观测器实现了永磁同步电机失磁故障的鲁棒检测。文献[156]采用二阶滑模实现了永磁同步电机执行器的故障诊断，但其算法过于复杂。文献[157]利用滑模观测器实现了五相永磁电机系统中电力变换器的开路故障的诊断。