本发明提供基于未知输入观测器的直升机协同编队故障诊断方法，包括如下步骤：构建具有自回路的多智能体系统连接图并以有向图的形式表示，得出分布式多智能体系统的拉普拉斯矩阵L和自回路矩阵G：建立每个智能体的状态方程和输出方程，并将状态向量和故障向量扩充为一个增广向量，得到增广系统状态空间描述及另一种等价形式：针对有向通讯拓扑结构下的每个智能体，构造局部增广系统误差动态方程和全局增广系统误差动态方程,同时实现对干扰的彻底解耦；根据有向图的拉普拉斯矩阵L和自回路矩阵G、单一智能体等价增广系统描述方程，得到一组基于未知输入观测器的直升机协同编队全局故障诊断观测器增益矩阵。彻底消除了外界干扰对故障诊断过程的不利影响。