现如今，空中加油技术愈发受到各国的研究重视，而硬式空中加油作为该领域的重要分支，在国内尚处于起步阶段，因此进行硬式空中加油技术的研究是我国国防建设的迫切需求所在，本文针对硬式空中加油伸缩管的姿态控制问题进行了动力学建模分析与控制方法的研究。由于伸缩管通过万向节与加油机相铰连，其运动规律必然会受到加油机运动的影响，因此本文在建模时对伸缩管与加油机之间的约束作用做了详细的分析推导，得到管机之间具体的相互影响情况，建立了较为完整的伸缩管系统模型。为了分析伸缩管系统的动态响应特性，给出了伸缩管气动参数的估算方法，对所建模型进行了仿真。仿真结果表明伸缩管具有稳定性，但阻尼比低、响应周期长，且俯仰运动与偏航运动之间有一定耦合，同时，加油机受伸缩管的影响微乎其微。之后，基于伸缩管系统的特性，对模型进行了合理的简化。在控制方法的分析方面，由于系统存在耦合，应当采用解耦控制。首先将常规的小扰动线性化方法运用在伸缩管系统模型上，线性化的同时系统便随之解耦分组，然后进行了最优跟踪控制设计。当伸缩管在一定角度运动范围内时，系统输出可以较好地跟踪目标信号，而当运动范围增大到一定程度以后，伸缩管舵面的线性气动特性遭到破坏。因此，接着再采用反馈线性化方法进行解耦控制设计，保证了伸缩管在较大角度运动时舵面不失速，得到了良好的控制效果，并在最后加入了大气扰动模型进行仿真验证。