在对通用飞行器的飞行动力学和自动飞行控制系统研究中,通常需要对风建立适当的数学模型,研究风对飞行动力学和控制的定量影响。在自动飞行控制系统中,一般将风等效为迎角或侧滑角的扰动加入到飞行器模型之中,并用来考察自动飞行控制系统在风扰动作用下的控制性能。事实上,在大多数飞行控制系统中,常常见到有关于风作用下的性能指标描述,在一些设计规范中则给出了系统对风干扰下控制能力的定量指标。由此可见,风是自动飞行控制系统的设计和仿真中重要的扰动输入,也是考核系统的重要技术指标之一。因此,在了解各种风特性的基础上,选择合适的风模型并将其加入其运动模型中,是自动飞行控制系统设计和仿真的关键工作之一。本文首先选取合适的坐标系进行建模,对所建模型进行小扰动线性化后,得出一般情况的状态方程。选取合适的风模型加入到所建模型后,得出纵向和横侧向的动力学方程。之后利用PID控制方法设计了横侧向控制系统和纵向控制系统。纵向控制系统包括了俯仰角控制系统、垂直速度控制系统、高度控制系统和速度控制系统;横侧向控制系统包括滚转角控制系统、侧滑角控制系统、偏航角控制系统和横侧向控制系统。通过设计各系统控制律的方框图,选取合适的参数,并利用根轨迹图进行检测,看看各系统的参数是否均达到了性能指标要求。根据所得参数,进而得出各系统的传递函数,为后面的仿真设计提供基础。根据得出的结果进行simulink仿真,并对各种控制系统进行了风干扰测试,如各种风的扰动和力矩扰动等。通过仿真结果和扰动因素的研究,分析各种因素对其影响后进行改进,并得出较为稳定的控制系统。改进后的俯仰角和垂直速度控制系统稳定性更好,进而得出结论:设计系统时应多将系统组合使用。