自控飞艇是一种自带动力推进、可自主航迹飞行的飞行器。它工作在对流层,飞行高度大约在海拔6000米以下,它依靠艇体气囊内充载的氦气产生的静升力,通过控制飞艇动力系统以及飞艇尾翼,以低耗能实现空中飞行控制。自控飞艇俯仰/偏航姿态控制系统的主要执行机构是自控飞艇的尾翼舵机,飞艇通过调整舵机输出控制尾翼舵面实时偏摆来保证飞艇飞行俯仰/偏航姿态的正确与稳定,最终保证飞艇依照规定航迹飞行。大型化和高空化是自控飞艇的未来发展趋势,同时因需要搭载雷达等载荷升空,对飞行控制系统的安全性与可靠性要求也越来越高,对于在不同气象环境下飞艇姿态控制系统的控制性能要求也越来越高。本文以某对流层自控飞艇项目的俯仰/偏航姿态控制系统为研究目标,研究内容包括姿态控制系统执行机构的选型、模糊自适应PID控制算法研究与仿真、系统硬件设计、系统软件设计,最后对姿态控制系统进行了调试仿真与试验测试。论文主要内容如下:首先,提出了飞艇俯仰/偏航姿态控制系统的总体方案,介绍了系统的组成与工作原理,给出了系统执行机构的元器件选型方案,并提出了模糊自适应PID控制策略设计思路。其次,根据飞艇对俯仰/偏航姿态控制系统的指标要求,对姿态控制系统控制器以及执行机构的速度环、位置环调节器进行了设计,并给出了俯仰/偏航姿态控制回路的控制算法及原理,并通过仿真分析对算法进行了验证。然后,介绍了飞艇姿态控制系统的硬件设计,完成了基于TMS320LF2812数字信号处理器(DSP)为核心的尾翼控制板和部分接口电路等硬件的设计,完成了飞艇姿态控制系统的软件设计与实现。最后,对飞艇姿态控制系统进行了仿真测试及遥控、自控飞行试验,试验结果证明系统具有良好的静态和动态性能,能够稳定、有效的完成自控飞艇的俯仰/偏航姿态控制。