主动攻击水雷布放深度大、封锁半径大,是海军装备迫切需要的战略性武器。由于采用火箭发动机推进,航行雷体的质量,重心,转动惯量,推力和速度在运动过程中都是变化的,因此它的航行动力学模型是时变的。此外,航行雷体运动过程受到海流等海洋环境扰动的影响。因此,航行雷体的运动是一类具有模型不确定性和输入不确定性的系统。本文研究了鲁棒控制理论与算法,并将其应用于主动攻击水雷的控制系统设计,通过航行雷体控制弹道的数字仿真验证了控制算法的有效性。具体研究工作包括: (1) 采用线性矩阵不等式(LMI)和Riccati方程方法研究了海流干扰下航行雷体H_∞控制问题。对两种方法进行了改进和推导,得到了更宽假设条件下控制器设计方法,设计了鲁棒镇定控制器,通过仿真验证了改进方法的有效性。从设计思想、特点、内在联系和仿真验证的角度对两种方法进行了比较,得出了在相同假设条件下具有一定等价性等结论。 (2) 改进和比较一类参数不确定系统控制器设计方法,给出了两种不确定性描述方式,三种H_∞鲁棒控制器设计方法。对三种Riccati不等式算法均进行了改进,采用更宽假设条件下的算法研究了海流干扰且模型摄动的航行雷体运动控制问题,设计了具有一定鲁棒稳定性和动态性能的控制器,仿真验证了改进算法的有效性,提出了在相同假设条件下,三种算法等价性结论。采用海流干扰下航行雷体动态区间系统模型,考虑一定性能指标要求和摄动范围,保证航行运动的稳定性,实现对攻角和俯仰角变化的抑制。仿真分析了区间系统设计方法的优越性,结合应用对象,改进了不同摄动范围内模型描述方式,提高了方法的适用性。 (3) 基于LMI方法设计和推导了鲁棒跟踪控制器,实现了俯仰角和深度的跟踪,通过弹道仿真验证了跟踪控制器的有效性。