文档介绍：一、鲁棒控制概述
鲁棒控制（ Robust Control ）的研究始于 20 世纪 50 年代。所谓“鲁棒性” ，
是指控制系统在一定的参数摄动下， 维持某些性能的特性。 根据对性能的不同定
义， 可以分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。 深， 所以在高性
能计算机出现以前，工程技术人员要将 H 鲁棒控制理论应用于实际工程中是非
常困难的。现在高性能微机的普及使许多软件包相继面世如美国 MathWork公司
开发的matlab软件中的鲁棒控制工具 箱；Integrated System公司开发Matrixx 的软件包以及Xmath软件包等。这些软件包的研制成功使 H鲁棒控制理论成为
真正实用的工程设计理论。本文使用MathWork公司开发的Matlab软件中的鲁棒
控制工具箱进行 H 鲁棒控制器设计，从而大大减小了复杂的计算量。下面对文
中用到的函数进行一简单说明：
out = frsp(sys,omega,T,balflg), 其中 omega 为横坐标角频率
rad/sec ； sys 为系统表达式； T 为零代表是连续系统，为 1 代表
离散系统，默认 0； balflg 默认 0； out 输出为系统 sys 的频幅响
应值。
vplot([plot_type],vmat1,vmat2,vmat3, …),vmat1, vmat2…
是所画曲线的坐标值，根据 plot_type (取值情况查看 matlab 的
help 文件)的值画出对应的曲线。 [k,g,gfin] = hinfsyn(G,nmeas,ncon,gmin,gmax,tol) 该函数
用的是“DGKFC献”中的算法，G:系统的广义对象；nmeas:连接
到控制器的测量输出的个数； ncon: 控制输入的个数； gmin: 的
下界； gmax: 的上界； tol: 的迭代精度 ;k: H 最优控制器； g:
闭环控制系统； gfin: 最终的值
四、鲁棒控制器设计实例
对计算机硬盘磁头驱动系统， 若仅考虑硬盘磁头的钢体部分， 即所谓的标称
系统， 那么该系统的传递函数实际上是有两个串联积分器组成的， 考虑到干扰的
影响， 实际系统是一个不确定性系统， 设实际对象含乘法摄动。 另外硬盘高速转
动引起的空气涡流对磁头来讲是必须考虑的干扰。设计目标是抑制住风的影响，
将磁头准确地定位于指定的磁头上。 为此， 选择了图 2 所示的一般反馈控制系统
模型。
1
图2硬盘的一般反馈控制系统
图中2和Z2是用于保证对乘法摄动鲁棒性的评价信号； Z3是控制输入u的
评价信号；1和Z1是用于干扰响应评价的信号； W2表示乘法摄动的大小；W1表
示干扰的动态特性；W3适用于调节的参数，主要用于调整响度速度； W4是用来
调整输入大小的加权函数。
进一步把风的干扰作为阶跃信号处理，经反复实验，确定如下加权函数:
四(s)
W2(s)
s
4
s *10
( s2 *10 4s *107 )2 * 23 9 s2 *10 4s *108
W3(s)
W4(s)
s *10
s *10
4
5*10
构造不确定性系统，设计H控制器