在实际工程控制系统中,包括广义未建模动态,模型参数摄动,传感噪声和外界干扰在内的未知不确定性严重地影响着闭环控制系统的动静态性能。随着现代科学技术的高速发展,实际生产过程对控制精度有了更高的要求,因此对控制系统干扰抑制的研究越来越被人们所重视。干扰主动控制是一种有效抑制控制系统中干扰的方法。在过去的三十年中,干扰主动控制方法不仅取得了丰硕的学术研究成果,在实际应用中也取得了巨大的成功,在工业生产过程中产生了并将继续产生巨大经济效益。　　 本文针对未知干扰对实际工程控制系统的影响,研究了干扰主动控制的若干理论和应用问题。针对已有基于干扰观测器的控制(DOBC)方法只能用于匹配干扰系统主动控制的局限性,探讨了如下一些理论问题。首先研究了不匹配不确定线性系统的干扰主动控制问题,其次研究了不匹配不确定单输入单输出(SISO)非线性系统的干扰主动控制问题,最后借助于微分几何的定义和概念,研究了任意干扰相对阶多输入多输出(MIMO)非线性系统的干扰解耦问题和干扰主动控制问题。应用方面涉及到包括过程控制系统,机械控制系统和飞行控制系统在内的多个实际工程系统的干扰主动控制设计,实验或仿真验证。论文主要工作概括如下:　　 (1)研究了基于干扰观测器改进抗干扰性能的模型预测控制算法,对该算法进行了水箱液位控制的实验验证,实验结果表明论文所提方法能够显著地改善模型预测控制的抗干扰性能。此外研究了一种基于模型预测控制和干扰观测器的两自由度复合控制方法,并将该方法应用于某夹套搅拌加热器的温度控制系统中,仿真结果表明该方法能够有效地抑制外部干扰及模型不确定性的影响。　　 (2)分析了选矿厂磨矿分级过程控制问题的研究意义及控制难点。介绍了磨矿分级过程的工艺流程,分析了过程变量对系统的影响,描述了系统的过程和干扰模型。提出了磨矿分级过程的基于模型预测控制和干扰观测器复合的干扰主动控制方法。分别对标称模型和模型失配情况下磨矿分级过程干扰主动控制性能进行了仿真研究,结果表明该方法获得了优越的抗干扰性能。　　 (3)分析了倾斜转弯(BTT)导弹姿态控制问题的研究意义和控制难点。论文对给出的BTT导弹姿态模型,提出了基于干扰观测器和鲁棒状态反馈的干扰主动控制自动驾驶仪设计方法。该方法实现了BTI导弹滚动、俯仰和偏航通道自动驾驶仪的解耦设计,这样能够分别调节各通道自动驾驶仪获得对应通道期望的控制性能。通过仿真研究了BTT导弹固定特征飞行点情形,气动参数摄动情形,阶跃外部干扰情形和谐波外部干扰情形下所提出干扰主动控制自动驾驶仪的抗干扰性能和抑制参数摄动的鲁棒性。　　 (4)针对已有干扰主动控制方法无法有效解决不匹配不确定系统的干扰抑制问题,论文介绍了不匹配干扰主动控制问题的来源,提出了状态通道含不匹配不确定线性系统的干扰主动控制方法。针对状态通道存在不匹配干扰的工业磁悬浮系统设计了干扰主动控制器,并进行了仿真研究,仿真结果表明所提方法能够有效抑制此类不匹配干扰及不确定性。此外论文还提出了输出通道含不匹配不确定线性系统的干扰主动控制方法。针对输出通道存在不匹配干扰的倾斜转弯导弹,设计了俯仰/偏航通道的干扰主动控制自动驾驶仪,并通过仿真验证了所提方法抑制此类不匹配干扰的有效性。　　 (5)针对单输入单输出非线性系统中存在的不匹配不确定性,采用类似于不匹配不确定线性系统的干扰主动控制设计思路,提出了有效的干扰主动控制方法,并进行了抗干扰性能分析和稳定性分析。针对某具有不匹配干扰和非线性动态的导弹纵向动态通道,设计了干扰主动控制自动驾驶仪,并通过仿真研究证明了所提方法在抑制外部干扰和模型不确定性方面的优势。　　 (6)针对具有任意干扰相对阶的MIMO非线性系统,借助微分几何的定义和概念,提出了其干扰解耦控制方法。同时提出了任意干扰相对阶MIMO非线性系统的干扰主动控制方法,并进行了抗干扰性能分析和稳定性分析。针对存在复杂动态和未知不确定性的高超声速飞行器,设计了干扰主动控制器,并通过仿真研究验证了所提干扰主动控制方法在外部干扰和模型参数摄动情况下的优越性。