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第1章 绪论1

第2章 H∞鲁棒控制设计方法9

2.1 控制系统设计准则9

2.1.1 设计中的矛盾因素与限制条件9

2.1.2 对象的不确定性11

2.1.3 设计准则13

2.2 基于状态空间理论的H∞控制设计方法15

2.2.1 增广对象15

2.2.2 Youla参数化16

2.2.3 模型匹配问题17

2.2.4 广义距离问题20

2.2.5 传递函数矩阵的谱分解25

2.2.6 矩阵G(s)的Hankel范数26

2.2.7 最优Hankel范数逼近问题的一类解29

2.2.8 模型匹配问题的一种解法32

2.3 H∞控制设计流程示例33

2.3.1 平台稳定回路H∞性能指标34

2.3.2 Youla参数化37

2.3.3 模型匹配38

2.3.4 广义距离问题38

2.3.5 传递函数矩阵的内外分解39

2.3.6 传递函数矩阵的谱分解41

2.3.7 最优逼近45

2.3.8 回代求解47

第3章 惯性测量装置伺服系统模型54

3.1 动调陀螺仪动力学方程54

3.1.1 动调陀螺仪运动方程及传递函数54

3.1.2 动调陀螺仪特征多项式分析57

3.1.3 输入角（或角速度）作用时传递函数分析58

3.1.4 外力矩作用时传递函数分析59

3.1.5 转子初始偏角作用时传递函数分析61

3.2 四轴平台稳定回路模型62

3.2.1 四轴平台运动学模型62

3.2.2 四轴平台动力学模型71

3.2.3 四轴平台力矩交链的解耦78

3.2.4 用动调陀螺仪构成的四轴平台稳定回路方块图85

3.2.5 平台稳定回路简化模型88

3.3 动调陀螺捷联系统伺服回路模型91

3.3.1 动调陀螺捷联系统的组成及功能91

3.3.2 动调陀螺仪伺服回路模型92

3.3.3 动调陀螺仪组合的输出95

3.3.4 石英加速度计伺服回路97

3.3.5 加速度计组合的输出99

第4章 平台系统稳定回路H∞控制设计102

4.1 平台稳定回路高增益控制器的设计102

4.2 稳定裕度宽范围控制器的设计107

4.3 三轴平台稳定回路MIMO控制器设计110

4.3.1 平台稳定回路H∞性能指标112

4.3.2 增广对象117

4.3.3 零状态控制器设计123

4.3.4 平台稳定回路MIMO控制器设计128

4.4 平台稳定回路有饱和特性时的H∞控制设计133

4.5 平台稳定回路非线性分析及控制思路136

4.5.1 无条件稳定系统非线性分析137

4.5.2 条件稳定系统非线性分析及电路切换方法137

4.6 平台稳定回路数字控制设计147

4.6.1 采样频率选择及设计方法概述147

4.6.2 平台稳定回路模拟——离散设计148

4.6.3 平台稳定回路基于w平面的数字控制器设计150

4.6.4 平台稳定回路试验结果157

4.7 平台稳定回路智能复合控制设计163

4.7.1 平台稳定回路快速最优（Bang-Bang）控制设计163

4.7.2 平台稳定回路模糊控制设计170

4.7.3 平台稳定回路智能复合控制设计178

4.7.4 平台稳定回路智能复合控制试验结果182

第5章 捷联系统伺服回路H∞控制设计188

5.1 动调陀螺仪伺服系统单回路H∞控制设计188

5.1.1 不考虑章动环节时的控制器设计188

5.1.2 考虑章动环节时的控制器设计195

5.1.3 提高系统带宽的制约环节200

5.2 动调陀螺仪伺服回路MIMO控制器设计202

5.2.1 多变量控制系统的解耦技术202

5.2.2 多变量系统的H∞设计203

5.2.3 动调陀螺仪输出系统解耦设计210

5.3 石英加速度计伺服回路H∞控制设计212

5.3.1 石英加速度计伺服原理212

5.3.2 伺服系统性能指标分析214

5.3.3 包含一阶积分环节的H∞控制设计216

5.3.4 包含二阶积分环节的H∞控制设计218

第6章 惯性导航系统初始对准H∞控制设计220

6.1 捷联系统初始对准运动学方程及流程图220

6.1.1 捷联系统静基座对准220

6.1.2 捷联系统晃动基座对准225

6.2 捷联系统晃动条件初始对准H∞控制设计232

6.2.1 捷联系统晃动基座水平对准性能分析233

6.2.2 捷联系统晃动基座水平对准回路H∞控制设计236

6.2.3 捷联系统晃动基座方位对准H∞控制设计239

6.3 捷联系统晃动基座四象限对准方法244

6.3.1 捷联系统晃动基座方位粗对准方法244

6.3.2 捷联系统晃动基座方位精对准方法245

6.3.3 捷联系统晃动基座四象限方位对准稳定性分析248

6.3.4 捷联系统晃动基座四象限方位对准流程254

6.4 捷联系统晃动基座全方位对准254

6.4.1 捷联系统晃动基座全方位对准方法254

6.4.2 捷联系统晃动基座全方位对准稳定性分析255

6.5 基于状态观测器的初始对准方法257

6.5.1 以角度作为输出量的状态观测器258

6.5.2 广义卡尔曼滤波估计263

6.5.3 H∞滤波估计267

6.6 平台系统初始对准270

6.6.1 平台系统静基座对准运动学方程270

6.6.2 平台系统静基座多位置对准方程276

6.6.3 平台系统晃动基座对准方法280

6.7 平台系统水平对准H∞控制设计283

6.7.1 平台系统静基座水平对准性能分析283

6.7.2 平台系统静基座水平对准H∞控制设计285

6.7.3 平台系统晃动条件下调平回路性能分析288

6.7.4 平台系统调平回路H∞控制设计290

第7章 组合导航系统H∞控制设计294

7.1 捷联系统导航方程及误差方程294

7.1.1 捷联系统在地理坐标系里表示的导航方程294

7.1.2 捷联系统在地理坐标系里的导航误差方程296

7.2 平台系统导航方程及误差方程299

7.2.1 平台系统在地理坐标系里表示的导航方程299

7.2.2 平台系统在地理坐标系中的导航误差方程300

7.3 惯性导航误差修正原理302

7.3.1 位置修正方法302

7.3.2 速度修正方法305

7.3.3 捷联系统水平姿态修正方法307

7.3.4 平台系统水平姿态修正方法318

7.3.5 方位修正方法321

7.3.6 仪表误差修正324

7.3.7 捷联系统姿态修正实现方法331

7.3.8 组合导航修正方法331

7.4 惯性导航高度通道误差阻尼H∞控制设计336

7.4.1 高度通道误差发散原理336

7.4.2 高度通道PID阻尼方案337

7.4.3 高度通道阻尼H∞控制设计339

7.5 惯性导航水平通道误差阻尼H∞控制设计343

7.5.1 水平通道速度阻尼环节344

7.5.2 水平通道参数鲁棒稳定性分析345

参考文献349