小型巡飞器以尺寸小、成本低、集侦查与攻击于一体等优点在现代战争中发挥出日益重要的作用。此类飞行器多采用倾斜转弯(Bank-to-turn,BTT)控制方式,以增加机动性能,提高气动效率,充分发挥大展弦比、大升阻比的优势。但是,BTT控制要求巡飞器绕弹轴快速滚转,加剧了通道间的耦合作用,再加上巡飞器受不确定项影响较大,使其控制系统的设计成为一项具有挑战性的研究课题。本文正是围绕这一问题,在巡飞器动力学建模与分析、BTT线性控制参数设计、BTT非线性控制参数设计、基于扰动观测器的控制参数设计及末制导飞行试验研究等几个方面展开了研究工作。首先,针对巡飞器的工作特点,建立了巡飞器空间飞行的运动方程,分析了三通道之间的耦合作用,为本文后续工作的开展奠定基础。其次,针对巡飞器BTT线性控制问题,基于忽略三通道耦合、小扰动、系数冻结等假设将非线性控制问题转化为线性控制问题,给出了三个通道的传递函数,并就弹体对操纵机构的动态响应进行了分析。在此基础上,采用三回路经典频域法设计各个特征点处控制参数,利用增益调度实现整个弹道控制参数自适应调整。六自由度弹道仿真表明耦合影响了控制的性能,但仍能快速准确地跟踪过载指令。第三,针对巡飞器BTT非线性控制系统存在耦合、不确定项的特点,设计了一种鲁棒反演控制律。将巡飞器的数学模型写成适用于反演算法的状态方程的形式,假设其由标称模型与不确定项组成,利用微积分学中的Leibniz法则推导不确定项。采用反演法推导控制律的基本形式,并通过基于改进符号函数的鲁棒函数抵消非匹配不确定项,利用Lyapunov重新设计技术补偿匹配不确定项。仿真结果表明,该系统有效消除耦合对控制性能的影响,能够快速准确地跟踪攻角、侧滑角、滚转角指令,具有强鲁棒性。第四,为了进一步改善线性控制方法的性能,提出基于扰动观测器的控制参数设计方法。给出非线性扰动观测器的改进形式,并将角速度微分方程中的耦合项看成外界干扰,利用非线性扰动观测器估计并补偿由参数摄动与外界干扰组成的复合干扰。仿真结果表明,该方法能够在不参与实际对象控制的情况下,有效抵消复合干扰对控制系统的影响,结构简单,容易实现。第五,为了验证所设计控制参数实际飞行时的正确性及有效性,开展了巡飞器末制导飞行试验研究。设计了盘旋方式进入末制导的飞行方案,并给出具体试验步骤。试验结果表明,即使风干扰、螺旋桨扭矩、耦合等因素影响了控制性能,巡飞器仍能稳定飞向目标。