无人机轻巧、灵便、成本低、安全可靠，在军事、民用等领域得到广泛应用。由于飞行环境的日趋复杂和飞行任务的多样化，传统的飞行控制方法已很难满足未来飞行品质要求，高品质鲁棒飞行控制系统研究得以广泛的重视。本文研究了小型无人机的鲁棒飞行控制系统设计方法，主要工作如下。 用线性矩阵不等式（LMI）方法研究了多目标H₂／H_∞控制在飞行控制系统中的应用，分析了飞行控制系统在同时具有外界干扰和建模误差等不确定性时的多目标H₂／H_∞状态反馈控制器的设计问题。对H_∞、H₂和H₂／H_∞三种控制方法进行对比研究，分析说明了H_∞和H₂方法应用的局限性。仿真表明多目标H₂／H_∞设计方法具有控制增益小、动态性能好、鲁棒性强等特点。 针对系统矩阵和控制矩阵参数不确定性控制问题，提出满足二次稳定和二次性能指标的H_∞鲁棒控制器设计方法，并将控制器设计化为标准的H_∞控制问题，通过求解Riccati方程完成控制器参数计算。考虑到飞行器动力学参数在飞行包线内变化较大的特点，以区间系统模型为基础设计满足二次稳定和二次性能指标的内回路鲁棒控制器，与外回路PID控制结合组成混合PID／H_∞鲁棒最小能量飞行控制系统结构。选择三种特征点参数进行仿真计算，结果表明混合PID／H_∞鲁棒最小能量控制比传统方法动态性能和稳态精度明显提高，调节时间缩短，超调量小。