无人直升机具有可垂直起降、可定点悬停和良好的低空低速性等优点,在民用和国防领域具有重要的应用价值。舰载无人直升机能够实现空间作战、电子战、战地预警、情报侦察、探测攻击等多项作战任务。很多国家都加大对舰载无人直升机的研究力度,然而由于飞控、导引以及回收等技术的复杂性,舰载无人直升机的着舰技术还有很大的发展空间。本文针对无人直升机下降着舰阶段(从直升机到达甲板的正上方至最终成功着舰的阶段)的飞行控制问题和甲板运动预估问题进行研究,为无人直升机的着舰技术研究提供理论参考。论文针对未来甲板运动信息难以获得的问题,提出了一种基于自适应自回归(Auto Regressive,AR)模型的甲板运动预估算法,利用甲板运动历史信息,预估未来运动信息,并通过数学仿真验证其预估效果。仿真结果表明,基于自适应AR甲板运动预估器的预估误差很小,符合系统要求。将未来甲板运动信息通过前馈通道引入系统的控制输入中,可提前对当前系统的控制输入进行指导,从而消除系统的跟踪滞后和跟踪误差,以达到甲板运动补偿的目的。论文针对无人直升机下降着舰阶段的飞行控制问题,运用最优预见控制方法,分别设计直升机纵向、横向、航向、以及高度着舰控制器,各通道的控制器可分为状态反馈控制模块和前馈控制模块,解决了直升机着舰基准轨迹跟踪问题和甲板运动补偿问题。将所设计的最优预见控制器代入直升机数学模型进行仿真验证,通过与传统PID控制器的控制效果进行对比,突出了最优预见控制对于系统动态基准轨迹跟踪性能以及甲板运动补偿性能的优越性,但系统的抗干扰能力较差。论文针对存在的大气紊流干扰,在最优预见控制的基础上,提出了一种鲁棒预见控制方法,综合解决了系统环境干扰抑制问题、基准轨迹跟踪问题以及甲板运动补偿问题。基于纵向、横向、航向、以及高度通道分开设计的思想,运用所提出的鲁棒预见控制方法,设计了无人直升机着舰控制系统。将所设计的各通道控制器代入直升机数学模型进行仿真验证,与最优预见控制器的控制效果进行对比。仿真结果表明,鲁棒预见控制系统具有良好的动态基准轨迹跟踪性能和较强的抗干扰能力。