随着现代飞行器的不断发展，为了使飞行器在有限燃料的条件下获得更高的飞行速度和射程，高超声速飞行器HV（Hypersonic Vehicles）成为当前飞行器的设计趋势。大长细比，轻质化，结构质量小是HV的主要特点。这些特点决定了这类飞行器具有很明显的弹性特征。因此本文以中国航天科工集团某课题为研究背景，深入研究了包含弹性效应影响的高超声速飞行器的建模与姿态跟踪控制问题。本文的主要研究内容总结如下：　　针对HV中显著的弹性振动问题，考虑弹性效应与刚体飞行器的耦合，建立了飞行器的弹性模型。基于飞行器的刚体姿态动力学方程，利用简化欧拉-伯努利梁模型对飞行器机身模型进行简化。并利用假设模态法对飞行器的弹性振动进行建模，考虑弹性效应对飞行器的直接影响和间接影响分别得到了弹性体飞行器的两种刚柔耦合模型。基于上述弹性飞行器姿态动力学模型选取某一特征点对飞行器的弹性振动进行了分析，最后通过数值仿真得到了测量元件的最佳安装位置。　　针对飞行器的姿态角跟踪问题，基于飞行器刚体模型设计了反步姿态跟踪控制器和滑模姿态跟踪控制器，对于期望俯仰角进行了有效的跟踪。考虑弹性振动的影响，将其视为系统模型的干扰，基于混合灵敏度S/KS方法，设计了鲁棒控制器对弹性扰动进行抑制。并将所设计的控制器应用于飞行器的弹性模型进行数值仿真，验证了所设计的姿态控制系统的有效性。　　针对飞行器的弹性振动抑制问题，基于飞行器的弹性模型，考虑弹性效应的间接影响即由测量元件引入控制系统回路中的弹性振动，通过设计非线性干扰观测器和滑模干扰观测器实现了对弹性振动的估计。通过数值仿真对比了两种观测器对弹性振动的估计效果。考虑干扰观测器对扰动的估计效果随频率的增加而减弱，为了获得更好的估计效果，通过在测量环节引入滤波器，再对滤波后的低频弹性扰动进行观测。考虑弹性振动引起的附加俯仰角速率为系统的非匹配不确定性，设计了基于干扰观测器的反步姿态跟踪控制器，将干扰估计值引入虚拟控制量中，实现了对于弹性扰动的补偿。考虑系统对于弹性扰动的鲁棒性，设计了基于干扰观测器的滑模姿态跟踪控制器，将干扰观测器的估计值引入所设计的滑模面中，对弹性扰动进行补偿。通过数值仿真，验证了这两种基于干扰观测器的控制方案的有效性。