垂直/短距起降飞机既可以像固定翼飞机一样高速、高效飞行,又能依靠其特有的升力装置和转换机构实现垂直或短距起降,具有非常广泛的应用前景。然而,垂直/短距起降飞机比常规飞机结构更加复杂,不同飞行模式下面临的控制问题更为繁复,控制难度更大,具有非常大的挑战性。本文以垂直/短距起降飞机中两类典型的飞行器为研究对象,分别针对其机动过程中产生的非最小相位控制问题以及过渡过程控制问题展开研究。推力矢量型垂直/短距起降飞机在悬停或低速飞行状态下,飞机做横向滚转机动时由于侧向推力和滚转力矩之间存在耦合会产生非最小相位问题。针对该问题,提出了一种横向滚转机动轨迹跟踪控制器。采取系统分解的方法将原系统分解成最小相位子系统和非最小相位子系统,对最小相位子系统设计了高增益控制器,保证外部动态收敛;对非最小相位子系统,提出了基于稳态系统中心求解非最小相位系统的理想内模和采用LQR控制器使内部动态追踪理想内模的设计方法,保证了非最小相位系统的内部动态有界。在水平飞行状态下,垂直/短距起降飞机用升降舵调节飞行高度时也会产生非最小相位特性,其负调特性使得飞机高度响应比较缓慢,且会在初始阶段出现不期望的掉高现象。针对该问题,提出了在最小相位预估控制器的结构上结合两步参数整定的PID控制器的设计方法。通过扩展Smith预估控制器的设计方法,将非最小相位系统转化为最小相位系统设计了最小相位预估控制器,提高了系统的动态响应,然而较快的响应速度会产生较大的负调,结合两部参数整定的PID控制器则可以减小负调产生的影响,从而兼顾了系统的动态响应速度与对负调特性的抑制。针对推力矢量型垂直/短距飞机的过渡过程控制,提出了基于优化轨迹的过渡过程控制律设计方法。系统考虑了执行器动态饱和的条件,利用最速下降法计算优化的过渡过程轨迹。在此基础上,利用优化的轨迹作为前馈,根据实际状态和参考轨迹状态给出反馈量,设计反馈控制器实时修正当前状态,完成对优化轨迹的跟踪。设计的控制器使得推力矢量型垂直/短距起降飞机的过渡过程具有较快的动态特性和较好的稳定性。针对尾座式垂直起降无人机的过渡过程控制,由于控制输入只有推力以及俯仰角,飞行器在模态转换过程中的飞行速度和高度无法同时控制。针对该问题,提出了总能量控制方法产生协调的俯仰与推力控制指令,解决过渡阶段的飞行高度与速度耦合问题,实现飞机过渡不掉高。在水平飞行的巡航状态下,受鸟类飞行方式的启发提出了尾座式飞机间歇式仿生飞行轨迹策略,将长时间的水平飞行变成爬升和滑翔两个阶段的间歇性起伏式运动。由于该飞行方式只在爬升阶段消耗能量,所以对比常规的水平飞行方式更加节能,大大提高了飞机的续航能力。最后本文完成了垂直/短距起降飞机的飞行实验,推力矢量型垂直/短距起降飞机完成了短距起飞转平飞实验和平飞转悬停实验。实验结果表明飞机姿态控制较为平稳,过渡过程完成情况较好。尾座式垂直起降无人机完成了悬停飞行和垂飞实验,飞行姿态和飞机轨迹实现了较好的跟踪效果。