在实际工程控制领域，控制系统易受到外部干扰和测量噪声的影响，同时，工程控制设计所依据的数学模型与真实系统之间存在一定偏差，因此控制系统的鲁棒性设计至关重要。本书聚焦于工程控制系统的不确定性问题，着重阐述在噪声干扰、模型不确定性以及参数变化等复杂情形下，如何借助MATLAB鲁棒控制工具箱（Robust Control Toolbox）开展工程控制设计，以满足系统设计的性能要求。 本书采用循序渐进的理论阐述方式，结合具体工程实例进行程序分析，以鲁棒控制工具箱为支撑，旨在助力读者快速掌握鲁棒控制系统设计的基本原理与实践方法。其内容涵盖了H∞控制、回路成形、线性矩阵不等式（LMI）以及μ综合等设计方法。通过学习本书内容，读者能够熟练运用MATLAB鲁棒控制工具箱，从容应对实际工程中鲁棒控制系统设计面临的挑战。 本书不仅可作为控制相关专业学生的参考教材，还可作为期望精通MATLAB鲁棒控制工具箱以解决实际工程问题的科研人员的实用工具书。

第一部分 基本理论与方法
第1章 简介
1.1 控制系统表示
1.2 系统稳定性
1.3 互质分解与稳定控制器
1.4 信号范数与系统范数
1.4.1 信号范数
1.4.2 系统范数
第2章 不确定性系统的建模
2.1 非结构化不确定性
2.2 参数不确定性
2.3 线性分数变换
2.4 结构化不确定性
第3章 鲁棒设计规范
3.1 小增益定理与鲁棒稳定
3.2 性能考虑
3.3 结构化奇异值
第4章 H∞设计
4.1 混合灵敏度H∞优化
4.2 二自由度H∞设计
4.3 H∞次优解
4.3.1 标准化系统的解公式
4.3.2 S/KS设计解
4.3.3 D22≠0的情况
4.3.4 规范化变换
4.3.5 H∞次优核心控制器的直接公式
4.4 离散时间情况的公式
第5章 H∞回路成形设计程序
5.1 对标准化互质因子扰动的鲁棒稳定
5.2 回路成形设计程序
5.3 离散时间情况的公式
5.3.1 离散时间对象的标准化互质分解
5.3.2 鲁棒控制器公式
5.3.3 严格适定的情况
5.3.4 三个DARE的解
5.4 具有LSDP的混合优化设计方法
第6章 μ分析与综合
6.1 鲁棒性能的考虑
6.2 μ综合：D-K迭代法
6.3 μ综合：μ-K迭代法
第7章 低阶控制器
7.1 绝对误差近似法
7.1.1 平衡截断法
7.1.2 奇异值扰动近似法
7.1.3 Hankel范数近似法
7.2 通过因式分解进行降阶
7.2.1 因式分解平衡截断（FBT）法
7.2.2 因式分解奇异值微扰近似（FSPA）法
7.3 相对误差近似法
7.4 频率加权近似法
7.4.1 频率加权平衡截断（FWBT）法
7.4.2 频率加权奇异值微扰近似（FWSPA）法
7.4.3 频率加权模数截断（FWMT）法
第8章 LMI方法
8.1 LMI基础知识
8.2 使用LMI的控制问题
8.2.1 李雅普诺夫稳定性准则
8.2.2 状态反馈稳定
8.2.3 L2范数的计算
8.2.4 H∞范数的计算
8.2.5 基于LMI的LQR公式化
8.3 LMI的更多特性
8.3.1 同余变换
8.3.2 非严格不等式的舒尔补
8.3.3 投影和芬斯勒引理
8.3.4 二次函数的S过程
8.3.5 对偶引理
第二部分 鲁棒控制工具箱简介
第9章 建立不确定性模型
9.1 LTI模型
9.2 结构化不确定性模型
9.2.1 不确定性实参数
9.2.2 不确定性状态空间系统
9.2.3 不确定性系统的性质
9.2.4 建立不确定性模型的其他函数
9.2.5 分解不确定性对象
9.3 使用iconnect和sysic构建不确定性模型
9.4 非结构化不确定性模型
9.4.1 具有加性不确定性的模型
9.4.2 具有乘性不确定性的模型
9.4.3 未建模动力学
9.4.4 具有非结构化不确定性的多变量对象
习题
第10章 鲁棒稳定性和性能
10.1 鲁棒稳定性分析
10.2 鲁棒性能分析
10.3 最差情况下的增益
习题
第11章 H∞设计
11.1 H∞回路成形设计
11.2 混合灵敏度设计
11.3 H∞设计的其他版本
11.3.1 H∞模型控制
11.3.2 二自由度H∞控制
习题
第12章 μ综合
12.1 概述
12.2 D-K迭代μ综合
12.3 μ综合的其他版本
12.3.1 模型μ综合
12.3.2 二自由度控制器的μ综合
12.4 μ分析与μ综合实际应用建议
习题
第13章 参数依赖系统的分析与设计
13.1 参数依赖系统的表示
13.1.1 系统矩阵
13.1.2 仿射参数依赖模型
13.1.3 多胞形模型
13.2 参数依赖系统的分析
13.3 参数依赖系统的增益调度设计
习题
第三部分 设计实例
第14章 硬盘驱动器的鲁棒控制
14.1 硬盘驱动伺服系统
14.2 不确定性模型的推导
14.3 闭环系统设计规范
14.3.1 标称性能
14.3.2 鲁棒稳定性
14.3.3 鲁棒性能
14.4 系统互联
14.5 连续时间控制器设计
14.5.1 μ综合设计
14.5.2 H∞设计
14.5.3 H∞回路成形设计
14.6 设计控制器的比较
14.7 控制器降阶
14.8 离散时间控制器的设计
14.9 非线性系统仿真
14.10 结论
14.11 注释和参考
第15章 三重倒立摆控制系统设计
15.1 系统说明
15.2 不确定性建模
15.3 设计规范
15.3.1 鲁棒稳定性
15.3.2 标称性能
15.3.3 鲁棒性能
15.4 系统互联
15.5 H∞设计
15.6 μ综合
15.7 非线性系统仿真
15.8 结论
15.9 注释和参考
第16章 精馏塔鲁棒控制
16.1 简介
16.2 精馏塔的动态模型
16.3 不确定性建模
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