非线性飞行控制系统的设计及实现是先进无人机研制中的一项关键技术。本文对非线性飞行控制系统的鲁棒反馈镇定及鲁棒性分析、鲁棒跟踪控制器的设计，以及全包线飞行的增益排序设计进行了较为深入的研究。论文的主要成果如下： （1）探讨了非最小相位系统的反馈镇定方法，给出了通过输出重构转化为最小相位的设计方法，设计了非最小相位系统分解为最小相位和非最小相位两部分分别镇定的反馈规律。给出了当输入不确定（或干扰信号）满足ISS稳定或小信号L2稳定时，反馈镇定系统保持稳定的充分条件。 （2）综合积分控制和滑模控制的设计思想，提出了鲁棒控制的一致调节设计方法。该方法中关于对象需确切知道的信息为其相对阶和高频段增益的符号，对于这两个信息相同的系统，可采用一致的调节规律，这在系统不确定性幅值较大的情况下更具有实用价值。而且当系统相对阶为1和2时，该调节规律即为带有饱和限制的PI型和PID型控制器，鲁棒控制结构较为简单，设计思路和工程较为接近，实用性较强。对于函数估值已知的非线性系统，提出了模型误差补偿的鲁棒综合方法。设计中模型误差作为附加状态并用高增益观测器进行估计，使得控制系统具有鲁棒性。探讨了这种调节器在工程中的具体实现方法。 （3）解决了全包线飞行增益排序控制设计在应用中的几个问题，包括有效实现、全局稳定、及排序变量选择等。给出了增益排序控制器在非线性实现中应满足的线性性质，提出了一种新的跟踪控制非线性增益排序实现方法，这种实现结构不需要引入平衡值，且控制参数易于由线性控制器得到。给出了增益排序控制器保持全局稳定及鲁棒性的充分条件。利用飞行力学基本原理，推导并给出了在自动轨迹跟踪控制中，排序变量应选为飞行速度、航迹角及偏航角速度等的函数的基本原则。本章中的非线性 摘 要一实现方法、及排序变量选择原则都巳在某型无人机末端飞行的角速度跟踪控制设计中得到了应用，飞行结果显示了其良好的全包线轨迹跟踪性能。 N）探讨了飞行控制系统的鲁棒性分析方法。建立了对非线性系统轨迹跟踪的鲁棒性能分析模型，把对轨迹跟踪的鲁棒性能分析问题最终转化为具有约束的最优问题，使得这一复杂的间题易于分析、求解。给出了利用Bode失配包线和卜分析技术进行飞行性能鲁棒分析的方法，推导了利用飞行实验数据进行真实飞行系统稳定边界测试的方法，利用该方法对某次飞行实验结果进行了分析，结果和理论分析有较好的吻．合性，但较理论结果更具有参考价值。 历）结合无人机的飞行控制特点，利用非线性奇异摄动分解和一致调节方法设计＠了无人驾驶飞机的多模态鲁棒跟踪控制规律，给出了多模态控制切换的实现框图。这种多模态控制设计思想准备应用于型号研制中。数字仿真结果表明，控制律具有良好的跟踪性能、及对气动参数变化的较强鲁棒性。 论文的研究成果对于先进无人机型号研制中控制系统的设计研究具有理论指导和应用价值。