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传感器是保障燃气轮机安全稳定运行、及时诊断故障的关键部件，但传感器可能在运行期间发生故障，产生的测量偏差将严重影响气路诊断结果的准确性。针对以上问题，本文提出一种燃气轮机气路与传感器耦合故障诊断模型，该模型采用工况变化引起的测量变化量替代常规的测量量，以减少传感器偏置故障的干扰。在此基础上，应用无迹卡尔曼滤波器跟踪测量变化量与不同工况引起的非线性模型预测变化量之间的残差估计气路健康参数，并以此更新传感器诊断系统中各个滤波器，根据滤波器的残差序列加权平方和进行传感器故障隔离。最后，对某典型三轴式燃气轮机进行仿真实例研究，结果表明该模型可减小气路故障与传感器故障的耦合效应，实现气路与传感器故障的准确诊断。