在军用和民用航空领域,由于对系统安全性和可靠性等方面的需求越来越高,现代飞行器都采用了多操纵面的布局方式。对于这类飞行器,多个操纵面的布局特点导致飞行控制系统具有过驱动的特性。为此,在飞行控制系统设计阶段,除了设计多模态控制律外,往往也需要设计一个控制指令分配器,以将设计的总控制指令分配给各个操纵面。针对过驱动飞行器的控制律设计和控制分配问题,本文的研究工作主要是:针对含有不确定性因素的过驱动非线性飞行控制模型(包括最小相位的控制模型和非最小相位的控制模型),设计并仿真验证一种新的控制分配算法。对于非最小相位的控制模型,设计的控制律和分配算法不仅可以保证系统输出对参考信号的有效跟踪,同时考虑了操纵面作动器的指令约束,并实现了对内部动态的镇定。具体来说,本文的研究工作主要包括以下内容:首先,对飞行器建立非线性六自由度运动学模型,分析其相位以及过驱动特性;引入控制分配的一些基本概念理论,如有限时间收敛,非线性最优化等,为后文控制分配思想的推导证明奠定理论基础。其次,引入反馈线性化方法,设计了可用于最小相位系统的控制分配算法,以实例搭建控制器,验证算法的输出跟踪效果。然后,运用稳态逆技术和对数障碍函数,针对非最小相位系统设计控制分配算法,基于动态更新的思想设计控制器,并从输入约束、内部动态等方面仿真验证算法。最后,基于通用飞行仿真平台,建立CTOL飞行器在纵向对称平面内的运动方程,运用动态更新控制分配算法,设计相应的控制器,并进行仿真验证,测试控制分配算法;然后将其与其他控制分配算法进行比较,分析算法的优势与不足之处,来验证算法。综上所述,本论文对存在内部动态的典型的不确定性过驱动非线性系统提出了一种优化控制分配方法。这种方法是基于李雅谱诺夫设计方法,以有限时间收敛的动态更新方式表现。优点在于计算效率,因为它不必在每个时间立即优化控制分配问题,而是仅需一个常微分方程来定义优化控制器。