无人直升机具有垂直起降、灵活机动、定点悬停、自主飞行等特有的飞行特性，这些特性使其在军事侦察、农业生产等领域得到了广泛的应用。由于无人直升机是高阶、时变的复杂非线性系统，大大增加了系统建模和飞行控制的难度。另外，飞行过程中存在很多不确定因素和外界干扰，并且控制器参数会发生变化，传统的控制方法难以满足无人直升机在复杂环境下不断提高的飞行控制要求。针对上述问题，本文关于无人直升机在T-S模糊建模与分析、非线性系统的模糊弹性控制、非线性系统的模糊自适应弹性控制以及非线性不确定系统的模糊自适应鲁棒弹性控制这四个方面开展了较为深入的研究，主要研究内容如下：
　　首先，主要建立无人直升机6自由度运动学和动力学方程，然后针对姿态子系统研究开环稳定特性及控制器摄动对闭环控制系统性能的影响程度，并进行合理的分析，给出控制系统设计所需的姿态系统非线性模型。
　　其次，基于T-S模糊逼近理论，分析了无人直升机姿态系统的动态特点，建立了无人直升机存在不确定的姿态子系统的T-S模糊模型；基于特征值摄动的思想，并考虑直升机的系统不确定和控制器增益的加性摄动，提出了一种基于正规化设计的模糊弹性控制方法，基于线性矩阵不等式(LMI)实现控制器问题的求解，并基于Lyapunov理论分析了闭环系统的稳定性，仿真验证了所设计的控制器对控制器存在的摄动有较好的鲁棒性。
　　然后，为避免 T-S 模糊过度依赖专家经验的缺陷，引入自适应算法，针对 SISO 非线性系统，利用T-S模糊系统估计未建模动态，采用σ-修正参数自适应律在线调节模糊辨识参数，考虑控制器增益的加性摄动，设计模糊自适应弹性控制律，并基于Lyapunov理论分析了闭环系统的稳定性，证明了输出信号能一致跟踪期望输入信号。随后将 SISO 模糊自适应弹性控制推广至MIMO系统，设计了无人直升机模糊自适应弹性控制器，并在无人直升机姿态系统的跟踪控制的仿真中，验证了所提控制方法的有效性。
　　最后，考虑一类不确定非线性SISO系统，针对系统存在的不确定，考虑系统的鲁棒性，设计了模糊自适应鲁棒弹性控制律，此控制律包括自适应控制律、弹性控制律和鲁棒控制律。为了验证该方法的可行性，针对给定的直升机 SISO 不确定非线性系统，验证了所设计的模糊自适应鲁棒弹性控制律的有效性。随后将SISO模糊自适应鲁棒弹性控制将其推广至MIMO系统，设计了无人直升机模糊自适应鲁棒弹性控制器，并在无人直升机姿态系统的跟踪控制的仿真中，验证了所设计的模糊自适应鲁棒弹性控制器对系统不确定和控制器摄动有一定的鲁棒性。