在火力发电厂中,主汽温对象的动态特征具有大迟延、大惯性、时变性和非线性的特点,采用传统的控制方法很难获得令人满意的控制性能。不确定系统的鲁棒控制,近几十年来一直是国内外广大学者关注的热点,由于它在设计控制器时充分考虑到系统所受到的干扰和被控对象参数的变化,因而控制效果好、鲁棒性强,适用于被控对象模型参数不确定或参数时变的工业生产过程。本文针对所研究的热工过程的特点,分别在频域和时域中研究了鲁棒控制器的设计问题。基于频域理论,本文主要研究了混合灵敏度H_∞鲁棒控制和Smith预估补偿鲁棒控制。根据权值函数的意义,研究了各种被控对象的权值函数的选择方法及鲁棒控制器的设计;在Smith预估补偿鲁棒控制中,利用麦克劳伦级数近似被控对象的参数变化,根据近似结果,通过对权值的调整,将具有时滞的H_∞鲁棒控制问题转化为无时滞的H_∞鲁棒控制问题,最后使用H_∞鲁棒控制设计控制器,来增强Smith预估补偿器的鲁棒性能。使用上述两种控制策略对热工对象进行了仿真研究,仿真结果表明采用H_∞鲁棒控制可以有效增强系统对被控对象参数摄动及外部扰动的抑制作用,提高了系统的鲁棒性能。基于状态空间理论,利用LMI方法研究了不确定系统的状态反馈鲁棒控制器的设计。使用该方法对热工对象进行了仿真研究,结果表明在系统工况发生变化或控制器参数受到扰动的情况下,该方案仍能取得较好的控制效果。针对被控对象的时滞特性,根据结合热工对象的特点,采用一种改进的还原算法,对被控对象进行状态变换,使用LMI方法来设计鲁棒控制器,仿真结果表明了方法的可行性。