鲁棒性：基本概念与探讨

实际的控制系统中不可避免的存在着各种不确定性，例如外界对系统的不确定性扰动、系统内部参数随时间发生不确定性的变化、系统建模的不精确等等。“鲁棒”一词源于英文单词“Robust”的音译，其原意是强壮的、健壮的、稳健的。若控制系统能在一定程度上容忍不确定性，使不确定性对系统的某种性能指标（例如稳定性，抗扰性，跟踪性能等）所造成的影响保持在可以接受的范围之内，则称该控制系统具有鲁棒性“Robustness”。在本章中我们主要考虑闭环系统对模型不确定性的稳定鲁棒性问题。

由于受掌握的知识或检测工具所限，系统建模时得到数学模型中总是有部分参数仅能知道它们的近似值，并且系统的实际参数在系统运行时还会发生变化。另外，即便是可以得到十分精确的模型，但是为了分析和设计的方便，常常需要做必要的降阶和线性化处理。这些因素都会使得供分析和设计使用的标称系统（数学模型）与实际的物理系统之间不可避免的存在差异，这种差异称为模型与实际对象的失配或简称为模型不确定性。

若存在系统模型不确定性时闭环控制系统仍然能够保持稳定，则称该系统是稳定鲁棒的（Robust Stability）。若控制系统在稳定鲁棒的同时其他某一性能指标（如抗扰性、跟踪性能等）也具有鲁棒性，则称该系统是性能鲁棒的（Robust Performance）。(www.xing528.com)

需注意到鲁棒控制系统的实际控制效果并非一定总是最优的。因为鲁棒控制的目标是保障在最不利的情况下，系统仍能具有满足工作要求的基本性能指标，如果最不利的情况并未发生，其他的控制方法可能会具有更好的控制效果。