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针对现代飞机飞行控制系统复杂强耦合的特点，采用引入输入控制矩阵的LQR方法对飞机纵向姿态保持系统进行了控制律的设计；首先基于飞机的气动数据，建立线性化的数学模型，并以纵向运动状态为研究对象进行分析和化简，其次建立了全局黎卡提控制的控制回路，应用LQR方法设计了俯仰角保持控制律，同时给出了仿真验证模型，最后对模型的输出特性以及俯仰角保持的效果进行了仿真验证；仿真结果表明，设计的控制系统得到了良好的控制效果。