该文采用非线性动力学系统中的分叉分析理论及相应的数值计算方法,系统地预测了飞机大迎角动力学特性的全貌;在此基础上,采用分叉控制的方法设计大迎角飞行控制律,避免了不期望的动力学特性的出现,并结合现代鲁棒控制技术,克服分叉控制中需要精确数学模型的不足.具体的研究工作包括:1)针对描述静不稳定飞机本体的非线性常微分方程组,绘制了以常规气动舵面偏角为分叉参数的一组分叉图,揭示了其在大迎角下特有的非线性动力学现象.在此基础上,为了挖掘飞机在常规气动舵面操纵下的机动潜力,设计了纵向和横航向的控制增稳系统,并通过比较飞机闭环与飞机本体的分叉图,研究控制增稳系统对飞机动力学特性的影响.2)引入纵向推力矢量并运用特征结构配置设计相应的控制律后,飞机并未实现大迎角下的稳定飞行,但发现飞机在大迎角下具备稳定飞行的机动潜力.引进分叉控制的方法,设计偏航方向推力矢量的非线性控制律,抑制不期望的非线性动力学现象,使得飞机的分叉曲线按照期望的方式发展.数值仿真表明所设计的控制律可以取得满意的结果.但计及非定常气动力效应后,效果不好,原因是分叉控制方法是基于精确的数学模型,对于未建模动态,这样的控制律设计鲁棒性差.3)在上述设计的基础上,运用多目标特征结构配置方法,结合遗传算法,设计鲁棒反馈回路,增强系统的鲁棒性.并通过对不同初始状态的时域仿真,估算了非线性系统稳定平衡点的吸引域,得到了系统的定范围稳定性,而不仅仅是李雅普诺夫局部渐近稳定性.4)通过对三个典型机动动作的时域仿真,验证上述控制律设计的有效性.结果表明所设计的控制律在计及非定常气动力效应的条件下仍能获得令人满意的控制效果.