自动着舰系统为舰载机提供了一种自动化的,全天候的进场和着舰途径。通过整合舰载机飞行控制系统,推力控制系统,惯性导航系统与跟踪雷达等多方面要素,自动着舰系统能够实现对舰载机着舰过程中各状态在复杂天气条件下的实时控制和精确跟踪,从而有效提高舰载机进近着舰的效率与安全性。本文对舰载机着舰过程中的飞行控制技术和相关参数设计问题进行了深入研究,同时也对舰载机着舰系统的设计规划提出了一些新的建议和方法。本文在建立F-18舰载机6自由度非线性模型的基础上,分析了传统比例-积分-微分（PID）着舰控制系统;研究了一种基于Steigliz-Mc Bride（SM）结构的前馈自适应控制算法,并对着舰系统模型进行了仿真验证;对于舰载机舵面的多目标控制分配优化问题,研究了一种改进型非支配遗传优化算法;基于一种混合粒子群算法对舰载机着舰飞行控制系统的全局参数设计问题进行了研究;对于着舰系统中参数的多模态设计问题,研究了一种基于小生境技术的细菌觅食优化算法。本文的主要创新点如下:1、针对着舰过程中外界环境复杂多变的情况,研究了一种基于格型SM结构的前馈自适应控制算法。该方法采用基于前置滤波的自适应控制器,能够保证自适应算法的全局收敛性。同时基于格型结构的控制器设计大大降低了自适应算法的计算复杂度。此外,为了保证算法在不同紊流情况下工作的高效性,算法参数在线调节策略被用于改进后的自适应着舰系统,以提高该算法的控制效率和鲁棒性。2、针对舰载机不同控制舵面间存在空气动力学耦合的问题,提出了一种改进型非支配遗传优化算法,以阐明在带约束条件下,不同舵面间控制分配时所存在的关系。该方法通过模拟量子行为特性,建立基于先验概率的量子旋转操作算子,大大提高了遗传算子的寻优性能,进而提高了算法对于帕累托最优解的逼近能力。该方法不仅能够建立着舰系统各舵面间最优控制的非支配关系曲线,同时也能够明确可行解中相应参数在曲线不同位置上的变化趋势。3、针对舰载机着舰飞行控制系统参数多、关系复杂的问题,在基于梯度的迭代试探法调参的基础上,结合启发式算法全局优化的特点和传统迭代试探法在局部搜索时的优点,提出了一种混合粒子群算法对该系统的参数进行全局设计。该算法可以有效的简化系统调参的过程,更为快速的获得一个满足设计性能期望的着舰系统。4、针对舰载机着舰飞行控制系统参数设计过程中存在的解空间非凸问题,或由于多约束条件下导致的全局最优不可达问题,利用细菌觅食过程中的相互吸引和排斥特性,提出了一种多模态参数设计算法以尽可能广泛的搜索解空间。同时利用基于K均值聚类算法的小生境技术,使得多个种群分别搜索各自的空间,尽可能多的获得位于解空间中不同区域的可行解。该方法可以在完成对系统优化的基础上,探寻着舰系统中各参数本身的可行域和其相互之间的关系,同时也能够在一定程度上揭示解空间本身的特性。