本书系统地介绍了H∞鲁棒控制的概念、理论、设计方法以及H∞控制
理论在船舶电站中的应用。内容包括：鲁棒控制理论概述，H∞控制理论的
数学基础，H∞控制的优化设计方法，与鲁棒控制有关的MATLAB工具箱介绍
，H∞控制理论在船舶电站频率控制中的应用，H∞控制理论在船舶电站电
压控制中的应用，H∞控制理论在船舶电站综合控制中的应用。
本书反映了作者在博士学位课题和黑龙江省自然科学基金资助项目的
科学研究成果，系统性强，便于读者学习时参考。
本书可作为高等学校自动化专业、电气工程及其自动化专业高年级本
科生以及控制科学与工程专业、电气工程专业研究生的选修教材，亦可供
高等学校自动化及其相关专业的教师、工程技术人员参考。

第1章 鲁棒控制理论概述
1.1系统不确定性和鲁棒性
1.2 H∞控制理论的发展概况
第2章 H∞控制理论的数学基础
2.1空间和范数
2.1.1距离空间
2.1.2线性赋范空间
2.1.3 Banach空间
2.1.4 Hilbert空间
2.1.5时域函数空问
2.1.6频域函数空间
2.1.7 82范数和H∞范数
2.2 H∞范数与Riccati方程
2.2.1哈密顿矩阵的性质
2.2.2H∞范数与Riccati方程
2.3 H∞范数与Riccati不等式
2.4有理函数阵的分解与稳定性
2.4.1有理函数的H∞上的分解
2.4.2稳定性条件
2.4.3稳定控制器的参数表示
2.5有理函数阵的内外分解
2.6李雅谱诺夫方程
2.7线性分式变换
2.8本章小结
第3章 H∞控制的优化设计方法
3.1 H∞优化设计的一般步骤
3.2 H∞控制的标准问题
3.3 H∞控制所包含的各类控制问题
3.3.1���敏度极小化问题
3.3.2鲁棒镇定问题
3.3.3混合灵敏度优化问题
3.3.4跟踪问题
3.3.5模型匹配问题
3.4加权函数的选择和特点
3.5 H∞控制系统的稳定性
3.6标准H∞控制问题的“2-Riccati方程”的解
3.7状态反馈设计问题
3.7.1 D11=0，D12列满秩的特例
3.7.2 D11=D12=0的特例
3.7.3状态反馈问题的完全解
3.8输出反馈设计问题
3.8.1输出反馈设计特例
3.8.2输出反馈问题的一般解
3.9本章小结
第4章 MATLAB工具箱介绍
4.1控制系统工具箱
4.1.1模型建立及模型转换函数
4.1.2 LTI对象属性的存取和设置
4.1.3 系统建模
4.1.4状态空间实现

4.1.5系统特性函数
4.1.6系统根轨迹
4.1.7系统频率响应
4.1.8系统时域响应
4.2鲁棒控制工具箱
4.2.1控制系统模型的数据结构
4.2.2模型建立工具
4.2.3模型转换工具
4.2.4多变量波特图
4.2.5鲁棒控制综合方法
4.2.6模型降阶工具
4.3本章小结
第5章 H∞控制理论在船舶电站频率控制中的应用
5.1柴油发电机组机电暂态过程的数学模型
5.2柴油机调速系统的数学模型
5.3柴油机调速系统H∞标准设计问题模型的建立
5.4 H∞转速控制器的设计
5.5计算机仿真结果分析
5.6 H∞优化设计方法的特点
5.7本章小结
第6章 H∞控制理论在船舶电站电压控制中的应用
6.1同步发电机电磁暂态过程的数学模型
6.1.1考虑次暂态电动势Ea,Eb变化的模型
6.1.2考虑暂态电动势Ea变化的模型
6.2船舶电站负荷的数学模型
6.2.1静负荷的数学模型
6.2.2动负荷的数学模型
6.3同步发电机调压系统的数学模型
6.3.1相复励励磁系统的数学模型
6.3.2可控硅励磁系统的数学模型
6.3.3交流无刷励磁系统的数学模型
6.4同步发电机调压系统H∞标准设计问题模型的建立
6.5 Hoo电压控制器的设计
6.6计算机仿真结果分析
6.7关于同步发电机数学模型的讨论
6.8本章小结
第7章 H∞控制理论在船舶电站综合控制中的应用
7.1针对H∞综合控制器的柴油发电机组数学模型
7.1.1柴油发电机组机电暂态过程的数学模型
7.1.2柴油发电机组电磁暂态过程的数学模型
7.1.3柴油发电机组统一的数学模型
7.2柴油发电机组综合控制系统的数学模型
7.3柴油发电机组H∞综合控制器的设计
7.4计算机仿真结果分析
7.5本章小结
参考文献

本书全书围绕H∞鲁棒控制理论这一主线逐步展开，并贯穿始终，着重讨论了在船舶电站频率控制、电压控制、综合控制的问题，分析了H∞优化设计方法的实质，对系统设计中每一步遇到的主要问题都做了深入的研究。向读者介绍H∞鲁棒控制理论的研究成果，使读者能尽快走入该领域的前沿，为进一步从事这方面的学习和研究打下良好的基础。可作为高等学校自动化专业、电气工程及其自动化专业高年级本科生以及控制科学与工程专业、电气工程专业研究生的选修教材，亦可供高等学校自动化及其相关专业的教师、工程技术人员参考。