现代工业生产过程日趋复杂化、规模化,不可避免的会出现大量故障,进而威胁系统的性能甚至安全性,因此生产系统的稳定安全运行成为社会普遍关注的焦点问题。故障诊断能够有效的检测到故障的出现,判断发生的位置,估计故障的幅值,为系统补偿故障提供充足的信息;容错控制能够保证系统发生故障的情况下有可接受的稳定性和可靠性等性能。因而,故障诊断和容错控制技术成为学术研究和工业应用的热点问题,各种理论和技术应用相继涌现,发展迅速。二维系统广泛存在于各种工业领域,其理论能够方便有效的解决许多问题。在实际中,二维系统面临着来自故障的威胁,大量的故障会导致其性能下降,因此同样需要可靠性和安全性。然而由于二维系统的复杂性,关于故障诊断和容错控制的研究成果寥寥无几,很多基本问题亟待解决。本文系统研究了一维与二维系统的多通道故障,既考虑了一维系统多通道间歇故障的容错控制,又考虑了二维系统多通道故障的估计与观测器设计问题。具体内容和研究成果如下:针对一维系统多通道间歇故障,本文在第二章和第三章考虑非线性系统,提出一个全新的间歇故障数学模型,即Markov模型,与传统的Bernoulli模型不同,它能够同时表示传感器和执行器故障。在第二章,基于H∞控制,将间歇故障的容错控制问题转化为Markov跳跃系统的稳定性问题,利用线性矩阵不等式,本章设计了动态输出反馈控制器来实现间歇故障的被动容错控制。第三章进一步考虑状态时滞,系统不确定性,细致分析在Markov跳跃系统转移概率部分未知情形下多通道间歇故障的容错控制问题。关于二维系统多通道故障的估计与观测器设计,本文在第四章和第五章分别考虑二维时不变系统和二维时变系统。在第四章,针对存在渐进稳定的观测器和存在一致最终有界观测器两种情形,探究了存在上述两类观测器的秩条件和时域下LMI条件。基于二维奇异系统理论,给出观测器存在的充要条件和具体的设计方法来同时估计系统状态和多通道故障。第五章进一步分析二维时变系统的故障估计问题,同时考虑多通道故障和噪声,基于广义Kalman估计理论,给出了在无偏最小方差估计意义下的观测器设计和故障估计的充分必要条件。