静不稳定飞翼布局无人机系统以其先进的气动特性、突出的隐身性能与机动性能在军事领域具有极强的战略、战术价值与广泛的应用前景。论文针对此类高性能无人驾驶飞行器平台,提出了一种机动飞行控制器的设计方法。即使在面临内部不确定性与外部扰动环境下,仍能出色地完成纵、横向机动飞行动作,从而充分发挥了静不稳定飞翼布局无人机的飞行潜能,并提高了飞行控制系统的鲁棒性与适应性。论文首先分析了飞翼布局无人机系统的发展历程与研究现状以及机动飞行能力带来的优越性,并深入研究了机动飞行控制中亟需解决的关键技术问题。针对样例静不稳定飞翼无人机的气动特点,建立了六自由度非线性运动学、动力学数学模型,并据此分析了其在机动飞行中出现的运动、气动以及操纵耦合等复杂的非线性特性。同时阐述了静不稳定性与飞翼布局对上述耦合特性产生的附加影响,获得了样例无人机所具备的机动飞行能限。其次,提出了整个闭环机动飞行控制系统的总体框架结构与设计方案。通过对方案的分析研究确定了内、外回路控制器与控制分配环节在飞行控制系统中的具体功能与作用,以及内回路主-辅控制器之间相互依存、互为补充的关系。在此基础上,设计了一种基于鲁棒伺服非线性逆控制与鲁棒模型参考自适应控制相结合的纵、横向内回路主控制器:其中,鲁棒伺服非线性逆控制用于抵消机动飞行中的非线性耦合项,并实现对确定形式的期望指令的无差跟踪以及对确定形式的扰动的有效抑制;以加入鲁棒伺服非线性逆控制后的理想闭环系统为参考模型,构造了一种能够适应于任意相对阶系统的鲁棒模型参考自适应控制器,不但增强了鲁棒伺服非线性逆控制的鲁棒性,并且实现了两种控制方式的完美融合。通过理论分析,证明了内回路主控制器的指令跟踪性能与鲁棒性能。再次,研究了基于H?最优控制的内回路辅助控制器构造方法与设计步骤。在辅助控制器的构造中,将闭环自适应系统的参数估计误差项与不确定性一并看作跟踪误差动态系统中的综合扰动部分,通过设计满足适当性能指标的H?辅助控制器来削弱该综合扰动部分对跟踪差的影响,从而在很大程度上提升了闭环系统的瞬态响应性能。同时还指出:闭环系统瞬态性能的改善程度与H?补偿器的性能指标的选取密切相关。论文从理论上证明了加入H?辅助控制器极大地改善了系统瞬态响应性能,且不会对内回路主控制器的理想特性产生影响。在完成内回路主-辅控制器设计的基础上,给出了外回路鲁棒自适应逆控制器的设计方法与稳定性分析结论。接着,通过分析控制分配环节当中所存在的执行器物理限制、舵效随飞行状态呈现非线性变化,以及操纵面产生的三轴力矩耦合等问题,提出了一种变权重动态控制分配算法。该算法保留了线性分配方法的快速、直接等特点,从而保证了控制分配的实时性;并采用变权重的方式使得线性度较好的执行器拥有较大的分配权限,从而有效地减小了执行器非线性造成的控制分配误差。通过求解二次规划最优问题,以一种离散滤波器的形式实现了动态过程中分配精度与分配步长之间的平衡。最后,为了验证所提出的机动飞行控制器的正确性与有效性,论文以样例静不稳定飞翼布局无人机为被控对象,搭建了数值仿真环境,通过非线性仿真测试了所设计的纵、横向内外回路控制的指令跟踪性能、鲁棒性能与瞬态性能。特别地,通过纵向快速跃升与俯冲机动、横侧向快速连续协调转弯机动、以及Retournment综合机动等典型的机动飞行仿真试验,验证了所设计的闭环机动飞行控制系统在存在内部不确定性与外部扰动时,仍然能够稳定、准确、快速地完成期望的机动飞行动作。