多电平逆变系统由许多开关器件组成，具有非线性因素，很难建立数学模型来识别故障。针对多电平逆变系统故障的特点，为了实现级联H-桥多电平逆变系统的故障诊断，提高诊断的精确度和运算速度，提出了一种基于PCA-SVM模型的故障诊断策略。分析了故障信号，采用快速傅里叶变换（FFT）实现对故障信号的预处理，主元分析（PCA）提取起主要作用的特征向量，降低噪声，减少训练和测试时间，通过SVM进行训练和测试。实验结果表明，该方法具有很好的故障诊断能力、整体的诊断精度高达98%、计算效率高，满足了级联H-桥多电平系统诊断故障要求。