伪线性系统是一类特殊的非线性系统,常用于机器人系统、航天器交会、组合航天器的姿态控制等实际问题的建模,具有巨大的工程应用价值。同时,伪线性系统具有强耦合、高度非线性的特点,但又能写成线性系统的形式,可作为连接线性系统与一般非线性系统的纽带,具有重要的理论研究意义。在以往的研究中,控制器设计主要采用状态反馈和静态输出反馈。一般情况下,由于实际工况的复杂多变,实际系统的状态变量难以获得,使得状态反馈难以实现,而静态输出反馈不能完全地达到状态反馈期望的控制效果。动态补偿器作为控制器形式的重要补充,能有效地克服状态/静态输出反馈的缺陷,从而进一步改善控制性能。本文提出了判断正常和广义情形下伪线性系统能控性的必要条件,并根据广义Sylvester方程的解,提出了一种动态补偿器的参数化设计方法,建立了动态补偿器的一般参数化形式。利用所提出的参数化方法,闭环系统可以转化为一个具有期望特征结构的线性定常系统。同时,基于参数化方法提供的自由参数,考虑了控制系统的多目标设计与优化。利用自由参数所提供的设计自由度,设计了鲁棒性与低增益两类优化指标,通过求解多目标优化问题,获得了优化的动态补偿器。进一步,本文还提出了最小阶动态补偿器的参数化设计方法,填补了相关研究的空白。本文的主要工作如下:1.提出了正常和广义情形下判断伪线性系统能控的必要条件,该条件基于伪线性系统的系数矩阵,从而避免了求解状态转移矩阵的复杂计算。所提出的能控性结果是PBH判据的自然推广,也是后续章节中动态补偿器设计的前提和基础。2.针对一阶、二阶、高阶和广义伪线性系统,提出了一种动态补偿器的参数化设计方法。该方法基于广义Sylvester方程的解,将闭环系统转化成一个具有期望特征结构的线性定常系统,其特征结构取决于一个含有期望特征值的任意矩阵Λ。进一步,参数化方法建立了左、右特征向量矩阵的一般参数化形式,并提供了两组可用于改善与优化系统性能的自由参数,而后,建立了由任意矩阵Λ,左、右特征向量矩阵及自由参数构成的动态补偿器的完全参数化表达式。3.提出了一种新颖的求解动态补偿器最小阶次的通用方法。该方法直接利用伪线性系统的系数矩阵确定补偿向量的最小阶次,从而减少了计算量,而后利用所提出的参数化设计方法,构建了最小阶动态补偿器的参数化形式,填补了相关研究的空白。4.根据参数化方法提供的自由参数,建立了鲁棒性指标和低增益指标,其中包含整体特征值灵敏度函数、干扰抑制、鲁棒度、H2/H∞范数、低控制增益和低补偿增益。然后,建立了一个各性能指标按权重加权的整体目标函数来表征控制系统的综合性能。由于自由参数不受物理意义的约束,优化区间可被扩展到全局。利用自由参数提供的设计自由度,可以通过求解多目标优化问题得到近似最优的动态补偿器。