故障诊断技术是系统和控制研究的一个重要领域，在航空航天、核反应堆、热电厂、机械、化工等一系列工程技术领域得到了成功的应用。 故障诊断的基本原则是，根据系统的输入输出测量及系统的先验知识，通过一定的解析运算、分析、推理，做出对系统运行状态的评估。本文首先对故障诊断技术的国内外发展情况进行了概述，重点介绍了基于模型的故障诊断方法。基于模型的故障诊断方法包括对等空间法、观测器法、参数识别法等。这些方法对线性系统的故障诊断具有良好的性能。在可以建立动态系统的精确数学模型的场合，线性状态观测器已经得到了普遍的应用。 由于实际系统都存在一定的非线性或是本质非线性的，因此，研究非线性系统故障诊断就显得十分重要。非线性系统的故障诊断比线性系统的故障诊断更为复杂，存在的问题更多，例如非线性观测器的稳定性问题直到目前还没有得到很好的解决。本文研究的主要对象为双线性系统的故障诊断。 应用双线性系统故障检测滤波器（BFDF）方法，对带有未知输入的双线性系统进行了故障检测，给出了BFDF存在的充分条件和设计BFDF的具体步骤。同时，与双线性系统故障观测器（BFDO）方法进行了比较。相比之下，BFDF方法具有结构简单，设计步骤明确等优点，由BFDF产生的残差向量对未知输入具有较强的鲁棒性，对执行器、元件和传感器故障都非常敏感，残差向量对不同的故障具有不同的方向，易于故障隔离。 对一个典型的双线性液压系统的故障检测进行了仿真分析，结果表明BFDF方法对双线性系统的故障检测具有很好的效果。