可靠控制是线性系统的重要控制方法。传统的可靠控制是在控制器设计的过程中将部件可能发生的故障考虑在内,无论部件是否出现故障,闭环系统都能保持特定的性能指标。但可靠控制同时也给系统带来控制能量增大、系统性能下降和输出响应速度减慢等不足。本文正是基于以上可靠控制中存在的问题,考虑通过对系统“重要”部件增加硬件数量来实现系统可靠运行及保持设计性能指标,这种方法称为硬件冗余法。首先,针对一类线性系统,根据已有的保性能状态反馈控制器的存在条件,设计完成状态反馈控制器。针对由状态反馈控制器构成的闭环系统,本文分析了执行器各通道增益误差与保性能指标之间的关系。考虑执行器的增益误差模型,提出了执行器增益误差的容忍区间,容忍因子和硬件冗余度的概念。进而,利用线性矩阵不等式(LMI)的优化理论,给出确定容忍区间、容忍因子和执行器硬件冗余度的算法。最后,一个数值例子计算了执行器的增益误差的容忍区间,容忍因子和硬件冗余度,说明了所提方法的有效性和可行性。其次,针对一类由动态输出反馈D-保性能控制器构成的闭环线性系统,提出了用硬件冗余方式解决系统传感器信号增益误差问题。考虑传感器信号增益误差模型,提出了传感器信号增益误差的容忍区间,容忍因子和硬件冗余度的概念。通过求解具有线性矩阵不等式约束的优化问题,给出了传感器信号增益误差的容忍区间,容忍因子和硬件冗余度的求解算法。工程师可以根据传感器各通道硬件冗余度的大小进行传感器的硬件冗余设计。一个某型飞机着陆过程的实例仿真说明了所提方法的有效性。最后,针对一类广义系统,研究了保性能可靠控制问题。利用线性矩阵不等式,给出了广义系统未出现故障时保性能控制器存在的充分必要条件。基于执行器连续故障模型,给出了广义系统保性能可靠控制器存在的充分条件。通过求解LMI,给出了广义系统保性能可靠控制器的设计方法。所设计的控制器可以保证无论执行器是否出现故障,闭环广义系统都能保持二次稳定且所给性能指标有界。一个数值例子说明了所提方法的有效性。