奇异系统又称为广义系统、描述系统或微分代数系统,它相较于正则系统适用范围更加广泛,对于实际工程中复杂系统的描述更加准确,因此常被用来对电网、化工过程、经济系统和核反应堆等复杂系统建立模型。一方面,奇异系统的复杂程度决定了研究的困难性;另一方面,由于工业过程中干扰的广泛存在,奇异系统的运行优化控制问题一直是研究的热点。本文针对存在干扰的一类奇异系统,通过干扰观测器和运行优化控制方法,实现对存在干扰的奇异系统的优化控制。首先,针对底层回路奇异系统设计PID控制器,通过构建线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality,LMI）求解控制器的参数,并通过Lyapunov稳定性理论证明系统的稳定性;其次,在上层（优化设定层）设计干扰观测器来估计干扰值,并使用Lyapunov稳定性理论证明含干扰观测器时系统的稳定性,通过动态调整设定值的方法使得系统的输出值可以准确跟踪目标设定值;最后,通过MATLAB进行数值仿真,验证该方法的有效性。本文主要做了以下三方面的工作:1、针对单一类型干扰作用的线性奇异系统,研究一种基于干扰观测器的两层结构优化设定控制方法:首先在底层回路设计PID控制器;然后在上层设计干扰观测器来估计干扰;最后在底层控制器结构不变的基础上,利用动态调整设定值的方法,实现奇异系统的输出对目标设定值的跟踪。2、针对非单一类型干扰作用的线性奇异系统（非单一类型的干扰主要包括谐波干扰和范数有界干扰）研究两层结构的优化设定控制方法:首先在底层回路设计PID控制器;在满足奇异系统容许条件的基础上求解PID控制器的参数;进而通过设计干扰观测器估计干扰;最后结合动态调整设定值的方法,使得奇异系统在干扰作用下不改变控制器及参数时仍能实现输出值对目标值的跟踪。3、针对单一类型干扰作用的非线性奇异系统研究两层结构的优化设定控制方法:首先在底层回路设计PID控制器;并针对干扰情况在上层设计干扰观测器估计干扰,同时分析非线性动态误差系统;最后通过动态调整设定值的方法来实现非线性奇异系统输出值对目标设定值的渐进跟踪。