在复杂多变的飞行条件下,飞行器不可避免地受到输入干扰、模型不确定性、测量误差等因素的影响,这些因素统称为多源干扰。为了保证飞行器的飞行品质和飞行安全,在控制设计阶段必须系统地考虑多源干扰的主动抑制问题。然而,经典控制理论表明,同时抑制多源干扰往往需要做精细的折中,这样的设计过程复杂且极具挑战性。本文针对多源受扰系统的鲁棒轨迹跟踪问题,在标称跟踪控制器的基础上,提出统一的基于干扰估计器的鲁棒控制框架,将针对不同干扰的补偿机制进行结构整合,实现测控系统的多源干扰抑制,并在几种飞行器平台上进行应用与验证。本文创新点总结如下:针对无速率测量系统的鲁棒跟踪问题,提出了两种基于不确定性和干扰估计器(UDE)的输入干扰补偿方法。第一种方法中推导了UDE滤波器在无速率测量条件下的可行相对阶,保证UDE在可物理实现的前提下实现干扰的估计与补偿,并通过passivity技术注入阻尼,替代标称跟踪控制器中不可获得的速率反馈项,实现速率跟踪。第二种方法中提出了一种伦伯格状态观测器(LSO)和UDE的双向耦合结构,LSO为UDE提供速率估计,解决无速率测量问题,而UDE为LSO提供干扰估计,消除干扰对LSO性能的影响。在3-DOF直升机平台上的实验结果表明,提出的两种控制方法都能实现对集总干扰的估计与补偿以及对参考信号的高精度跟踪。针对传感器测量性能受限系统的鲁棒跟踪问题,首先,提出了一种基于测控系统模型的测量误差估计器(MEE)。相比于经典的滤波方法,MEE最大化地利用了传感器、控制器和被控对象的模型以及控制系统实时的输入输出信息,实现对测量误差的在线精准估计,并在控制系统中进行动态补偿。其次,通过引入预滤波器对测量信号进行预处理,可以降低MEE的带宽要求,从而降低MEE对模型不确定性的敏感程度。进一步针对复杂的传感器模型,提出了一个传感器动态时滞补偿器(SLC),利用测控系统模型重构动态时滞误差并在闭环系统中对其进行实时补偿。在2-DOF直升机平台上的仿真实验结果展示了MEE相比于卡尔曼滤波器的性能优势。针对存在多源干扰的一类二阶系统的鲁棒跟踪问题,提出了一个多源干扰估计框架。该框架利用部分准确的控制系统模型信息和部分准确的状态测量来构建MEE和UDE,以分别在控制系统中估计和补偿多源干扰。此外,通过在多源干扰估计框架中引入奇异摄动参数ε,可以实现两个估计器估计带宽的协同调参,并利用奇异摄动理论证明了减小ε可以提高多源干扰抑制性能和闭环系统稳定性。在2-DOF直升机平台和四旋翼飞行器上的仿真实验结果表明,提出的基于MEE+UDE的多源干扰补偿方法相比于经典的鲁棒控制方案在瞬态控制、稳态控制和调参简易性等层面具有更优的性能。针对存在测量误差条件下的固定翼飞机航迹倾角鲁棒同步跟踪问题,研究本文提出的方法在飞行器编队控制中的推广应用。考虑固定翼飞机航迹倾角动态模型中的非最小相位特性,通过将基于MEE的测量误差补偿方法与经典的分布式观测技术以及非最小相位系统控制技术进行融合,提出了一种基于三模块的分布式鲁棒控制方案。该方案的特点是各个模块在结构和功能上实现解耦,使得在不影响其他功能模块的情况下,可以根据实际需求对其中任意模块进行改进或重新设计。对F-16战斗机编队的仿真结果表明,提出的控制方法可以实现时变航迹倾角参考信号的鲁棒同步跟踪。