小型无人直升机可以随时起降,悬停,巡航,超低空低速飞行,可执行高危任务,高强度飞行,且具备体积小,质量轻,低成本等优点,因此它在军事和民用领域都有广泛的应用前景。但小型无人直升机是一种机械结构复杂,各个通道之间存在着强耦合,不稳定,非线性的系统,难以建立高精度的数学模型,使现代控制理论中的许多方法难以应用到飞行控制系统中,因此研究具有不确定性的非精确模型的小型无人直升机鲁棒控制理论具有重要的理论意义和实际应用价值。本文主要采用了理论分析和仿真相结合的方法对小型无人直升机进行建模和控制。主要的研究工作如下:首先,论文简述系统以及无人直升机系统中的不确定性和鲁棒性,鲁棒控制理论的数学应用基础以及线性矩阵不等式工具箱(LMI)的使用。其次,建立T-REX600无人机直升机数学模型。将小型无人直升机的机械结构划分为多个模块,通过机体各部分受力分析,建立了力与力矩的方程组,得到了无人直升机的刚体动力学方程组;最终建立了完整的小型无人直升机的数学模型,并对其进行线性化。最后,设计了基于LMI的H∞控制器和H2控制器以及LQR控制器。主要针对T-REX600无人直升机的在受到有界干扰和白噪声干扰的情况下,验证H∞控制器和H2控制器的控制效果,并在MATLAB中搭建simulink模型进行仿真分析,最后得出在有外界干扰的情况下时,H∞控制器的控制效果要优于H2控制器和LQR控制器。以及针对T-REX600无人直升机只考虑外界干扰和同时考虑带有参数不确定性和外界干扰时的H2/H∞混合控制器的设计。仿真结果显示,只考虑一种不确定性时H2/H∞混合控制器的控制效果要优于考虑多个不确定性的控制效果。