近年来,无人直升机在军事和民用领域得到了广泛的应用.无人直升机具有敏捷性高、机动速度快和飞行范围广等特点,在救援、消防、监控、交通、防御等方面发挥着日益重要的作用.能否具备良好的飞行控制能力是无人直升机的关键性问题,特别是在悬停时的姿态调节.无人直升机系统具有强耦合性、动态非线性、参数不确定性和时变的外部干扰,这些特性增加了控制器设计的难度.为解决这一难题,提高无人直升机的控制性能,本文第二章以二自由度无人直升机的姿态控制为例,提出了基于降阶扩张状态观测器的自抗扰控制策略.主要思想是通过RESO估计由不确定性因素构成的总扰动,并设计反馈控制器主动补偿,使不确定性因素在对系统造成不良影响之前被及时补偿.理论部分严格证明了闭环控制系统的收敛性和稳定性.数值仿真验证了该方法的有效性.实际运用中,尽管受控对象是连续时间系统,但反馈控制的实现总是通过采样数字化离散实现的.本文的第三章提出了包括二自由度无人直升机姿态控制系统在内的一大类非线性不确定多输入多输出系统基于历史采样数据的非线性耦合不确定性因素的计算与补偿控制方法.与基于观测器的不确定性因素补偿控制不同,该方法首先利用当前以及历史采样数据计算出由系统非线性耦合未建模动态和外部扰动构成的总扰动在前一采样周期内某时刻的精确值,然后利用该精确值在反馈环节对总扰动进行补偿以消除它的不利影响.连续时间系统在数据驱动的反馈控制作用下构成了一个混杂闭环控制系统,这连同系统的强耦合非线性不确定性因素为控制闭环系统的稳定性收敛性分析带来了挑战.为克服这一难题,本文发展了基于特征值和迭代序列的分析方法,证明了当系统跟踪目标为有界函数时,跟踪误差可随采样周期的减小而任意小,进而当跟踪目标为常数,并且系统的非线性项为时不变连续可微函数时,跟踪误差随时间趋于无穷大而趋近于零.二自由度无人直升机姿态控制的仿真结果验证了本文所提出方法的有效性和优越性.