基于解析模型的故障诊断，特别是基于观测器的方法在传感器故障检测与诊断中引入了残差的理论，其基本思想是通过在决策装置内使用各种类型的观测器或滤波器，并从观测器输出的测量值或者测量子集中判别系统的输出，最后加权输出估计的误差作为残差[1]。它是一个反映系统实际变量与其数学模型变量之间不一致程度的量。针对永磁同步电机系统，通过建立相应的系统数学模型和观测器模型来获得系统变量之间的不变与变化的关系，如果这个不变的关系发生了改变，那么可以拿来用作残差。正是因为残差方法不依赖于系统的状态而且以特定的方式对故障做出响应，所以克服了传统故障诊断方法过于依赖系统状态的缺点。

在永磁同步电机驱动系统传感器的故障诊断与检测中，残差的生成是基于观测器故障诊断技术的核心问题。利用设计的观测器模型来获得系统的输入输出信息，进而获得传感器的各种故障指示信息是残差生成的主要意义。但系统残差在特征上要求独立于系统的输入输出。

永磁同步电机驱动系统残差生成的流程如图3-1 所示。针对传感器故障诊断问题，假设子系统∑1 和∑2 的观测器输出分别为 1ˆy 和 yˆ2 ，那么系统的实际输出与观测器输出进行比较就可生成残差r1 和r2。理想情况下，无故障发生时残差应该等于或者近似为零，而当传感器发生故障时，残差应当明显偏离零值，以此来判断传感器是否发生故障，并可以通过对生成的残差进行进一步的分析来判断所发生的故障类型。通常这种残差信号应有一定的阈值，以避免因干扰或不确定性造成的误报或漏报。(www.daowen.com)

图3-1　残差生成流程图