近空间飞行器是一种新型航空航天器,军事民用价值高,发展潜力广。近空间飞行器的姿态决定其上升、下降、翻滚、转向等运动,对其姿态控制系统的研究是一项有意义的课题。本文以国内公开文献中已建立的近空间飞行器数学模型为基础,研究其在内部参数不确定、外界扰动等干扰下的姿态控制问题,研究内容如下:（1）根据国内公开的文献资料,对已有的近空间飞行器数学模型进行了详细说明,并对巡航段飞行的飞行器,基于小扰动原理,对姿态控制系统模型线性化,得到近空间飞行器的快慢回路线性化模型,为后续控制器的设计做铺垫。（2）近空间飞行器在巡航段飞行时,存在内部参数不确定等小扰动的情况,为抑制小扰动的影响,设计了一种基于预测函数的滑模控制方法,简称预测滑模方法。该方法通过引入预测函数和改进滑模趋近律的方式来提高控制器的控制性能和精度,并以李雅普诺夫第二方法严格证明了系统的稳定性和鲁棒性。针对系统状态和控制输入受限的问题,通过优化系统性能指标进行约束处理。最后,以该方法设计快慢回路控制器并对姿态控制系统进行仿真说明了该方法的有效性。（3）当近空间飞行器在飞行中同时存在内部参数不确定和外界扰动使其偏离平衡点附近飞行时,预测滑模方法无法满足高性能和精度的要求。为抑制内部参数不确定和外界扰动的影响,提出了一种基于线性干扰观测器的预测滑模方法。该方法首先引入干扰观测器技术,设计线性干扰观测器估计外界扰动,以扰动估计值代替原扰动并考虑到预测模型中,再以预测滑模方法的设计思路为基础设计控制律,并证明了系统的稳定性。最后,对姿态控制系统的仿真验证了该方法的可行性。（4）近空间飞行器的气动参数及飞行条件的持续变化,飞行中内部参数不确定、外界未知扰动等构成的复合干扰存在未知性,设计的线性干扰观测器因具有线性特征,处理此类干扰具有一定的局限性。为抑制复合干扰的影响,提出了一种基于模糊干扰观测器鲁棒自适应预测滑模方法。该方法通过设计模糊干扰观测器逼近复合干扰,针对逼近复合干扰时产生的逼近误差,引入鲁棒自适应控制来消除误差,并基于标称控制律设计控制器。最后,对姿态运动进行了仿真,仿真结果表明了该方法的有效性。