● 课程介绍 本课程为中国地质大学（武汉）自动化学院硕士研究生课程，曾为中南大学信息科学与工程学院硕士研究生课程，由以吴敏教授为首的教学团队开设，课程负责人为吴敏教授，主讲教师为何勇教授。课堂内容紧扣目前控制理论研究的前沿领域，深奥有趣，自开课以来得到了广大学生的一致好评。 本课程介绍鲁棒控制理论的基本概念和基本方法，以及近年来鲁棒控制理论及应用的最新成果。包括鲁棒控制的基础知识和基本概念、鲁棒控制问题、鲁棒稳定性理论、状态空间H∞控制理论、鲁棒控制系统的μ分析与μ综合、时滞系统的鲁棒控制、分散鲁棒控制及非线性鲁棒控制以及鲁棒控制理论的应用。 ● 课程要求 本课程是控制理论与控制工程专业硕士研究生选修课程。课程目的是为了让学生掌握鲁棒控制理论的基本概念和基本方法，了解近年来鲁棒控制理论及应用的最新成果。通过本课程的学习，使学生了解和进入鲁棒控制理论与应用研究的前沿领域。 |
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● 教学团队 |
教授、博士生导师 |
1963年生，广东化州人。中国地质大学（武汉）学术委员会副主任、自动化学院院长、二级教授、博士生导师，IEEE会士（IEEE Fellow），中国自动化学会会士（CAA Fellow）。 主要研究方向：过程控制、鲁棒控制和智能系统。长期从事先进控制理论及应用、复杂系统控制与优化技术、智能系统技术及应用领域的研究，是一位在控制领域有着重要影响的国际知名学者。 发表学术论文被SCI收录260篇，22篇论文进入ESI在工程领域的前1%高引用论文。出版专著7部、教材2部、译著2部。培养硕士研究生毕业190人，指导博士研究生毕业57人，博士后出站25人，获省部级教学成果奖2项。 |
教授、博士生导师 |
1969年生，湖南汨罗人。教育部“长江学者”特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，中组部国家“万人计划”领军人才，科技部中青年科技创新领军人才，IEEE高级会员，SCI期刊《Journal of the Franklin Institute》副编辑，《控制与决策》编委；中国自动化学会控制理论专业委员会委员、中国人工智能学会智能空天系统专业委员会委员。 长期从事先进控制理论及应用研究，主持国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金、国家863计划等国家和省部级科研项目11项。出版著作5部，授权国家发明专利10项，发表学术论文200余篇，SCI收录148篇；发表论文被SCI他引7000余次，先后21篇论文进入ESI前1%高被引论文，1篇论文获国际控制领域顶级刊物《Automatica》Most Cited Article 2006-2010奖。 |
● 教学内容 |
一、鲁棒控制概述（Introduction to Robust Control）：回顾反馈控制理论的发展阶段，指出鲁棒控制理论所处的重要地位，阐述鲁棒控制理论研究的基本问题，初步展示鲁棒控制的一些现代概念。 |
二、基础知识和基本概念（Preliminaries for Robust Control）：介绍鲁棒控制所需要的基础知识和基本概念，包括线性分式变换、哈密顿矩阵和黎卡提方程、稳定化控制器的参数化形式等，为鲁棒控制理论的学习奠定基础。 |
三、鲁棒控制问题（Robust Control Problems）：考察系统的不确定性，介绍几种典型的模型不确定性，引出鲁棒控制问题。说明许多实际控制问题可以归结为标准H∞控制问题，并引入结构奇异值μ方法。 |
四、鲁棒稳定性理论（Robust Stability Theory）：从系统的角度出发，阐述非结构不确定性和结构不确定性的鲁棒稳定性理论，介绍一些典型不确定系统的鲁棒稳定性判断条件、基于插值理论的鲁棒稳定化方法、二次稳定化方法、卡里托诺夫定理和棱边定理等。 |
五、状态空间H∞控制理论（State Space H∞ Control Theory）：介绍状态空间H∞控制的主要结论，包括有H∞状态反馈控制、H∞输出反馈控制和基于状态观测器的H∞控制以及H∞控制与LQG控制之间的联系、H∞鲁棒伺服系统设计、H2/H∞控制混合控制和H∞鲁棒稳定化控制等。 |
六、鲁棒控制系统的μ分析与μ综合（μ Analysis and μ Synthesis for Robust Control Systems）： 针对结构不确定系统，引入结构奇异值μ，介绍控制系统鲁棒性分析和设计的μ方法。 |
七、时滞系统的鲁棒控制（Robust Control for Time-delay Systems）： 介绍时滞系统的时滞无关与时滞相关的鲁棒稳定性分析、H∞性能分析和H∞控制器设计以及鲁棒控制器的设计方法。 |
八、鲁棒控制理论的应用（Application of Robust Control Theory）： 介绍鲁棒控制理论在实验室和实际问题中应用的例子，结合Matlab软件的使用阐述鲁棒控制理论在解决实际控制问题时的基本方法和基本步骤。 |
九、非线性鲁棒控制（Nonlinear Robust Control）：介绍放射非线性系统的H∞控制和严密线性化系统的鲁棒性分析方法。 |
● 课程大纲及课件下载 |
1. 绪论
2. 第一讲——鲁棒控制研究的基本问题
3. 第二讲——基本知识与基本概念
4. 第三讲——鲁棒控制问题
5. 第四讲——鲁棒稳定性理论
6. 第五讲——状态空间H∞控制理论
7. 第六讲——鲁棒控制系统的μ分析和μ综合
8. 第七讲——非线性鲁棒控制
9. 第八讲——时滞系统稳定性分析
10. 第九讲——时滞系统镇定与H∞控制
11. 第十讲——鲁棒重复控制
● 参考书
[1] 吴敏, 何勇, 佘锦华: 《鲁棒控制理论》, 高等教育出版社, 2010
[2] M. Wu, Y. He, J. H. She: Stability Analysis and Robust Control of Time-Delay Systems, Springer, 2010
[3] 吴敏，何勇：《时滞系统鲁棒控制—自由权矩阵方法》， 科学出版社，2008
[4] K. Zhou, J. C. Doyle, K. Glover: Robust and optimal control, Prentice Hall, 1996
