现代控制系统的发展方向是规模化,复杂化,网络化,由于系统的集成度越来越高,控制系统中越来越多地采用无线控制、网络控制等远程控制技术,这就对控制系统的实时性提出了更高的要求,因此时滞现象已成为影响系统性能不可忽视的重要因素。再者,由于现代控制系统组成复杂,常常需要在不同环境条件下长时间、高负荷工作,这就造成控制系统不可避免的会出现各类故障,导致大量的经济损失,甚至人员伤亡,因此如何提高系统的容错性能,保障系统的安全性也是控制工程师必须考虑的关键问题。本文基于滑模控制方法,深入研究了时滞系统在发生故障情况下的容错控制技术,并通过Qball-X4四旋翼直升机仿真平台的实验测试,验证了所提方法的有效性与可行性。首先,介绍了本文的研究背景、目的和意义,对时滞系统的稳定性研究、滑模控制、以及容错控制方法进行了详细综述,分析了四旋翼直升机结构组成及受力情况,建立了各个控制通道的数学模型,并阐述了Qball-X4四旋翼直升机半物理仿真平台的系统组成及主要功能。其次,针对一类带有执行性故障的时变时滞系统,设计了一种基于滑模控制的完整性容错控制算法。建立了带有时滞积分项的积分型滑模面,并以LMIs的形式给出了标准滑动模态时滞依赖的渐近稳定的充分条件。结合自适应控制思想,设计了自适应切换控制律,使得在执行器发生故障的情况下,仍然能够克服时变时滞的影响,保证系统状态收敛于滑模面。再次,针对一类带有执行器故障的时滞系统,考虑系统存在范数有界的建模不确定性以及外部扰动的情况,提出了一种滑模鲁棒H?容错控制算法。给出了系统滑模面与切换控制律的设计过程,使得系统在扰动作用下,仍然能够保持稳定,且满足既定的H?性能指标。进一步,针对时滞不确定性系统,考虑系统同时存在执行器故障和结构损伤性故障的情况下,设计了一种新的自适应滑模容错控制算法。建立了LMI特征化的积分型滑模面,通过在控制律设计中引入结构损伤性故障上界值,同时采用自适应方法动态估计未知的执行器故障,保证了滑模控制满足到达条件,使得系统在多故障情况下,依然能够保持渐近稳定。最后,将上述方法分别应用于Qball-X4四旋翼直升机半物理仿真平台的不同控制通道中,给出了实验结果曲线,分析并说明了所提方法的控制效果。