飞行控制系统对保证飞行器飞行安全、改善飞行性能等起着十分重要的作用。随着飞行高度和速度的变化，飞机动力学参数也会随之改变，而且大气紊流和阵风对飞机飞行稳定性也会产生很大的影响。由于这些因素的存在，飞行控制系统必须对未知不确定性及外界扰动具有很强的鲁棒性。本文主要研究鲁棒飞行控制系统设计问题，重点研究纵向飞行控制系统的设计。 简要介绍了飞行控制系统的发展状况及飞行控制系统的设计方法，对鲁棒控制理论的发展也进行了简要的论述。基于飞机的纵向运动方程，分析了气动导数对飞机纵向运动的影响。重点介绍了系统中包含的不确定性的种类及描述方法，H∞控制理论基础及鲁棒稳定性等问题。 研究了基于H∞控制理论的纵向控制器设计问题。选定三种设计条件，确定其一作为基准点分别设计纵向增稳控制器、俯仰角保持/跟踪控制器和高度保持/跟踪控制器，并将它们用于其它两种设计条件。增稳控制器直接针对飞机纵向运动方程设计。在俯仰角保持/跟踪控制器的设计中，以飞机的短周期运动方程为标称受控对象，采用H∞状态反馈控制方法。在高度保持/跟踪控制器的设计中，以飞机的纵向运动方程为标称受控对象，以基准点俯仰角保持/跟踪控制系统为内回路，采用H∞状态反馈控制方法。仿真结果表明，所设计的增稳控制器在三种设计条件下均具有良好的稳定性。设计出的俯仰角保持/跟踪控制器及高度保持/跟踪控制器均能很快很好的跟踪外部输入指令，对系统不确定性都有很好的鲁棒性，能很好的抑制外部干扰，而且在其它两种设计条件下的控制性能与基准点性能非常接近。而采用最优控制在基准点设计出的飞行控制系统，用于其它两种设计条件时控制性能很不理想。研究表明基于H∞控制理论设计的纵向飞行控制器具有良好的鲁棒性，能够满足飞行控制系统的鲁棒性要求。