高精度高性能的运动控制很大程度上决定了被控对象完成任务的能力,随着对其控制性能要求的提高,单纯的反馈控制已逐渐不满足精度的要求。此种高精度高性能的需求刺激了一系列先进控制方法的发展,以及对崭新控制理论的探索。系统外界干扰和其内部模型不确定性是影响控制性能的主要原因。时至今日,已有多种方法尝试在系统存在外界干扰和内部不确定性的情况下完成高精度控制。而其中,干扰观测器由于其简洁的结构、优秀的干扰抑制性能以及对模型不确定性的鲁棒性,被广泛应用于伺服控制中。然而干扰观测器于多变量系统中的应用非常之少,其原因主要为以下两点：a)传统干扰观测器的设计针对单输入单输出系统；b)难以保证多变量的干扰观测器系统的闭环鲁棒稳定性。本文致力于研究干扰观测器在多变量系统中的应用,尤其是闭环鲁棒稳定性的保证。具体工作包含以下几个方面：(1)针对多变量系统,设计了合理的多变量干扰观测器控制结构。此结构在标称模型方面尽量多的利用了多变量系统的信息,在Q滤波器方面则牺牲了多变量结构以换取设计上的简单性。(2)针对线性多变量干扰观测器系统,分析了其闭环稳定性、干扰抑制性能以及传感噪声的影响。进而应用H∞鲁棒控制理论得到保证闭环鲁棒稳定性的同时拥有最优干扰抑制性能,且受噪声影响小的Q滤波器系统性设计方法。（3）针对非线性多变量干扰观测器系统，也进行了与线性类似的分析研究，同样得到了满足要求的最优Q滤波器系统性设计方法。（4）通过仿真以及在四旋翼飞行器系统平台上的实验验证了以上方法的有效性。