超高空观测平台具有承载大载荷在近空间长时间定点悬停的能力,可用于对地观测、导航和制导,是目前世界各国的研究热点。该平台的顺利研制可促进我国超高空导航制导武器平台、观测预警武器平台、中继通讯平台、对地观测遥感及灾难预警平台的开发和实施,因此具有广阔的国防和民事应用前景。本文主要针对超高空观测平台定点悬停阶段的姿态控制规律与控制策略问题,进行如下内容的研究。首先,制定超高空观测平台的总体配置方案,进行平台的受力分析;根据动力学与运动学原理,给出平台的动力学方程和运动学方程,建立超高空观测平台的非线性六自由度数学模型;对非线性模型采用小扰动法线性化,得到纵向线性状态方程;接着,根据超高空观测平台纵向运动线性化模型,采用经典控制理论对舵面、推力单独作用时平台的俯仰姿态控制律进行设计;采用内模控制方法设计受扰状态下的姿态控制律;对俯仰姿态控制的动态性能进行分析,为后面综合能量优化指标函数的制定奠定基础;然后,针对超高空观测平台姿态控制中,如何采用气动舵与推力的控制策略问题,提出控制分配的方法,分析该方法的优越性;根据前文对动态性能的分析确定综合能量优化指标函数;采用线性规划的控制分配方法设计基于综合能量优化的超高空观测平台的姿态控制策略;最后,在Matlab环境下,对超高空观测平台的姿态控制分配策略以及不同控制方式的对比进行仿真研究,验证控制分配策略对减小系统综合能耗的有效性。