对于具有不确定性参数的随机系统,常规自适应控制器的设计都是基于确定性等价原理,利用该方法所获得的控制策略一般不是最优的,且不能消除系统参数辨识的不确定性。对偶自适应控制能够实现“好的”控制与“好的”估计的最佳平衡。控制器的对偶作用表现在两方面：ⅰ)跟踪理想输出；ⅱ)减小系统参数的不确定性。本论文针对参数未知多变量随机系统,提出了自适应极点配置对偶控制方法。通过Kalman滤波器估计出未知参数,进而基于确定性等价原理设计极点配置控制器,并以此作为期望输入,其对应的输出作为期望输出,运用双指标准则,得到对偶控制律和谨慎控制律。研究了参数未知随机系统基于最大互信息指标的对偶控制,随机系统的未知参数通过Kalman滤波器辨识得到；通过构造多目标优化问题,运用两级优化算法得到次优对偶控制律。针对以差分方程形式表示的参数未知随机系统,研究了最小方差对偶自适应控制。给出了差分方程转换成状态空间模型的方法,未知参数在一个有限模型集中取值,运用动态规划原理得到各模型的控制律,通过各模型后验概率加权获得次优对偶控制律。针对参数未知且存在于有限模型集中的随机系统,将多步最小方差性能指标,分别用一步和两步最小方差性能指标代替,求得各模型的一步和两步最小方差控制律,通过各模型后验概率加权,得到次优对偶控制律。研究了状态方程形式的不确定随机系统,其系统矩阵、输入矩阵、量测矩阵为多胞型不确定模型,通过后验概率加权,得到原系统的增广系统,进而得到次优对偶控制律。针对一类范数有界不确定连续和离散随机系统,研究了具有输出反馈控制器的保性能控制,得到了闭环系统的二次型性能指标上界的一般形式；应用LMI的凸优化技术,推导出使闭环系统渐近稳定的最优保性能控制器的充要条件。针对T-S模糊模型表示的范数有界连续和离散不确定控制系统,研究了状态反馈非脆弱H∞控制器设计方法。所设计的状态反馈控制器具有加性和乘性扰动(扰动满足范数有界不确定性),运用LMI技术,得到加性和乘性H∞非脆弱保性能控制器。运用Matlab软件中GUI工具设计可视化软件包,采用模块化和参数化设计方法,将所研究的对偶控制和保性能控制仿真程序集成到软件包中。