高超声速飞行器以其极高的飞行速度,极广的飞行区域等特点,在航空航天技术领域占据了重要的地位。但由于这些特性,与常规飞行器相比,高超声速飞行器飞行环境、结构材料、机身耦合、弹性模态等影响因素都给飞行控制系统的设计带来了严重的参数不确定性问题。为了设计出安全、有效的飞行控制器,设计过程中必须充分考虑参数不确定性影响,在保证飞行性能的同时,控制器需要具有较强的鲁棒性能。针对以上问题,本文主要考虑了高超声速飞行器存在弹性模态及较严重的参数摄动情况下的飞行控制器的设计。主要研究内容如下:首先,基于现有的高超声速飞行器模型参数,建立了刚性六自由度动力学模型。通过对高超声速飞行器弹性模态的分析,进一步建立了弹性高超声速飞行器的纵向运动非线性模型。此外对模型中主要的不确定性参数进行分析,给出了线性不确定模型表达,为后续控制器及混合控制器的设计做基础。其次,针对飞行器参数不确定性以及弹性模态的影响,设计了一种基于μ-综合的弹性高超声速飞行器鲁棒控制器。将弹性模态作为不确定量,并针对其他参数不确定性构造了开环内部连接结构,选择了合适的性能加权函数。基于D-K递推设计方法,设计μ-综合鲁棒控制器。并给出不同参数变化范围下的控制性能仿真结果与对比分析,从而引入混合控制器的设计需求。然后,针对飞行器参数存在严重摄动的问题,将大范围的不确定参数按区间进行切割,构成多个不确定子模型,并分别设计μ-综合鲁棒子控制器,在此基础上分别设计混合策略、鲁棒自适应参数辨识器,并设计了YJBK参数化多模型混合控制器。仿真验证说明多模型混合控制器能够有效解决严重参数摄动下的高超声速飞行器飞行控制。最后,考虑线性控制方法的局限性,设计了非线性的自适应超螺旋滑模控制器。与μ-综合鲁棒控制器设计过程不同的是,这里将弹性模态作为状态量,建立精确反馈线性化不确定模型,给出了控制器控制律与自适应律的设计过程以及控制系统的稳定性证明。仿真验证表明了自适应超螺旋滑模控制器的有效性。