本文以高超声速飞行器为研究对象,针对飞行器再入过程中荷兰滚不稳定,在纯气动控制阶段控制舵面仅有副翼等特点,展开对高超声速飞行器横侧向欠驱动控制技术的研究。考虑到高超声速飞行器长时间以大滚转角飞行,重新定义飞行器的基本飞行状态,给出横侧向线性化运动学方程,并在此基础上分析了飞行器横侧向的对象特性,分析结果表明飞行器滚摆比大,为滚转控制策略的设计奠定了基础。针对仅用一对副翼实现控制滚转角和抑制侧滑角两个控制目标的欠驱动问题,以横侧向运动学方程为基础,揭示高超声速飞行器横侧向欠驱动控制机理。采用“副翼控侧滑,侧滑控滚转”的级联控制思想,将横侧向控制结构分成侧滑角内回路和滚转角外回路,对外回路输出的侧滑角指令限幅,并分别设计控制策略及相应参数。最后针对不确定情形进行了仿真验证。结果表明,该策略在满足滚转角跟踪性能的同时,保证了由滚转角带来的侧滑角在安全边界内,具有较强的鲁棒性。针对高超声速飞行器再入过程中侧滑角难以准确测量的问题,本文分析了应用侧向过载进行横侧向增稳的机理,并设计了基于侧向过载的横侧向欠驱动控制策略。仿真结果表明,该策略能够解决侧滑角测量不准确的问题。针对侧滑角难以准确测量问题,本文借用观测器的思想在滚转角外回路建立扩张状态观测器对风产生的系统作用量估计,并进行前馈补偿。内回路采用惯性侧滑角进行反馈,给出基于扩张状态观测器的横侧向欠驱动控制策略。仿真结果表明,该策略能够解决侧滑角难以测量所带来的控制问题,提高了系统控制性能。