随着飞行器控制技术的发展,传统的基于经典控制理论的控制器设计已经不能完全满足实际的控制需求,必须对以PID控制为基础的控制器进行性能的改进。本文研究了某小型飞行器的姿态控制器及其动力学模型,针对原有控制器的不足在快速达到需用过载、提高系统稳定性上进行了研究;同时研究了伺服机构中处理变化纯滞后的问题,并取得了一定成果。本文主要的内容如下:1、为提高姿态控制器快速达到需用过载的能力,提出了在现有控制器基础上的输出补偿方案。利用仿人智能控制级联抗饱和积分控制器的方法,使得姿态控制器的快速性得到了提高。通过仿真研究证明了该方法的可行性。2、将飞行器动力学模型转换到状态空间进行分析和研究,提出了可用于在线判定系统稳定性的依据。并以此制定了对应的控制策略保证了系统的有界输出,在系统稳定性监控方面提出了新的方法。3、系统中存在的不确定大滞后是公认的难控问题,本文根据被控对象的控制特性,提出了动态抗饱和的控制策略。保证了在变化大滞后的情况下,系统依然保持着良好的快速性和稳定性。也为处理变化纯滞后的问题提供了一种新的思想。本文针对现有小型飞行器姿态控制器在快速性、稳定性,滞后性等方面的不足提出了相应的解决方案并进行了仿真研究。输出补偿等方法较好的保留了原有PID控制器的控制优势,又能带来系统性能的提高,具有较强的实用价值。