水轮机调速系统在保证水力发电工作效率和电能质量的方面发挥着重要的作用，然而其参数的不确定性会对其控制效果造成一定的影响。本文针对水轮机组常见的水启动时间常数、发电机阻尼系数等四种不确定性参数进行了水轮机组调速系统的建模，并使用针对不确定性的μ-综合设计方法为该模型进行了调速器的设计。在MATLAB中对该控制系统进行了阶跃响应及负荷干扰的仿真实验，并与传统的PID控制器在控制效果上进行了对比。仿真结果表明μ-综合调速器在调节时间、超调抑制、抗干扰等方面相较于PID控制器均有明显优势，其拥有更较好的鲁棒性，且能较好的完成调速工作。