水雷作为一种有威慑力的水中兵器，在现代战争中已成为海岸基地布防和阻断敌方航路，封锁海港的极具杀伤力的攻守兼备型武器，是海战的有效手段之一。在各种反水雷方法中，猎雷以其快速性、主动性、安全性而被各国海军认为是重要的反水雷手段。本文以国防预研型号项目“H／SJL-863猎雷声纳控制稳定系统”的研制任务为背景，对舰载捷联式猎雷声纳基阵动力学建模及鲁棒控制问题进行了深入研究，主要工作如下： 首次建立了舰载猎雷声纳基阵较完整的动力学模型，给出了便于直接进行控制设计和仿真的规范化通用形式的猎雷声纳基阵动力学方程。由于猎雷艇作为动基座的存在和声纳基阵的框架结构特点，提出了以艇体坐标系为运动坐标系，运用变形的欧拉定理和坐标变换建立声纳基阵相对自身坐标系的旋转运动方程的建模思想；将所建立的矢量形式的动力学模型展开整理，获得了状态矩阵形式的猎雷声纳基阵动力学方程，为系统动力学模型的实用化奠定了基础。 对猎雷声纳基阵的动力学特性进行分析研究，指出了猎雷声纳基阵控制系统为非线性、强耦合的动力学系统；从一般的惯量矩阵特性入手，证明了猎雷声纳基阵的惯量矩阵具有有界性、对称性及正定性等动力学特性。上述分析结果反映了系统的本质特征，为对系统控制方案的合理选择、研究与设计提供了有益的理论指导。 对猎雷声纳基阵的动力学模型进行简化研究，给出了简化后简洁、实用的数学模型。首先从声纳基阵框架结构的正交性和工作点的合理选择出发，使模型的结构得以简化；其次根据系统性能指标及框架间耦合性强弱，忽略相对小量，对声纳基阵复杂的非线性耦合模型进一步简化；最后考虑模型系数矩阵的特点，运用低阶多项式逼近和误差仿真的方法，实现了对模型的再次降阶简化处理。仿真结果表明了简化的合理性与有效性。 首次提出了以干扰解耦控制来补偿艇体姿态对声纳基阵姿态的影响。为此，对具有可量测干扰的不确定非线性系统的干扰解耦的条件进行研究，给出干扰解耦条件，并构造出解耦控制器形式。对猎雷声纳基阵进行可测干扰 哈尔滨工程大学博士学位论文解耦研究，仿真结果表明，本文提出的补偿方案是正确的、可行的。 进行了具有可调参数的不确定非线性系统鲁棒输出跟踪控制理论研究。基于反馈线性化方法和复合Lyapunov方法，作者提出了一种具有可调参数的鲁棒输出跟踪控制律，不仅可以保证系统指数输出跟踪，而且闭环系统状态有界。由于可调参数的引入，改善了系统跟踪的暂态性能，通过适当选取该参数，使系统的控制精度与能量消耗得到合理折衷；将所设计的控制器进行实例验证，仿真结果表明了控制器的有效性。 对猎雷声纳基阵进行鲁棒输出跟踪控制的设计研究。猎雷声纳基阵的姿态控制问题实质上是跟踪控制问题，在进行理论研究的基础上，作者设计了具有可调参数声纳基阵姿态鲁棒输出跟踪控制系统，并基于反馈线性化方法将可测干扰解耦研究结果与鲁棒输出跟踪研究结果相结合，形成了同时具有干扰解耦、输出跟踪和不确定性补偿的猎雷声纳基阵鲁棒控制策略。仿真结果表明了所提出的控制策略具有有效性与可行性。