提出一种基于改进贝叶斯优化算法的故障模式聚类算法，通过结合贝叶斯优化算法中的先验知识来提高算法的可靠性和全局收敛性。将改进的优化算法应用到高维数据最优统计聚类分析中，可快速优化聚类参数，得到全局最优解。以飞行控制系统操纵面的故障诊断为例进行仿真验证，结果表明该算法结构简单、故障识别可靠。