本课题针对超高层／超高速电梯，讨论了电梯垂直运动以及控制设计问题。控制的目的是要在期望的控制性能下实现轨迹跟踪控制和再平层控制。在描述电梯垂直运动基础上提出了一种鲁棒二自由度控制方法，可以有效抑制参数变化对系统的影响，使系统同时获得良好的跟踪特性和再平层性能。现代电梯性能要求非常严格，而且这些要求必须在充分考虑模型不确定性和未建模动态的情况下达到。性能要求可由运行时间、停靠精度、位置超调和乘坐质量等指标矩阵来衡量。鲁棒性的需求要求控制系统必须解决参数不确定性问题和与扰动(例如，钢丝绳的动态特性)有关的未建模动态问题。对超高层超高速电梯来说，随着电梯从某一层运行到另一层，曳引绳的“有效长度”(轿厢与曳引轮之间的距离)发生变化，随之垂直运动动态也发生变化，因此，电梯垂直运动动态本质上是非线性的。并且电梯运动过程中，曳引绳和补偿绳的刚度系数和阻尼系数是变化的，即存在参数不确定性对系统的影响。本文重点研究在充分考虑曳引钢丝绳动态性能和存在系统参数不确定性(如曳引钢丝绳的刚度和阻尼)情况下的鲁棒二自由度电梯控制系统的跟踪和再平层问题。二自由度控制系统由输入信号的前馈通道和按误差控制的反馈通道组成。所谓二自由度控制，就是使目标值跟踪特性为最优参数和使外扰抑制特性为最优参数能分别独立进行整定，使两特性同时达到最优。在本文提出的鲁棒二自由度控制能够满足高度为500m，最高运行速度为15m／s电梯的性能要求，可以有效抑制参数变化对系统的影响，使系统获得良好的跟踪特性、干扰抑制、鲁棒性和高精度再平层性能。首先，将速度控制器设计归结为标准的H_∞控制问题；其次，用线性矩阵不等式(LMI)法得到输出反馈次优H_∞控制器；最后通过求解凸优化问题得到H_∞控制器，以保证系统的鲁棒性。仿真结果表明了该方法的有效性。