自“扫描鹰”问世以来,弹射起飞技术和天钩回收技术被越来越多的应用到了小型舰载无人机上。本文以某无人机为研究对象,旨在设计一种控制精度高、鲁棒性强的弹射起飞和天钩回收控制技术,以实现无人机的安全起飞与精准回收,主要内容包括:(1)建立典型的舰船运动模型,定量分析舰船运动对理想撞线点的影响;建立无人机六自由度模型,分析其基本性能、操稳性能、爬升和下滑性能,选取无人机典型工作点,为控制律的设计提供理论依据。(2)借鉴有人机弹射起飞安全指标,结合样例无人机的性能,设计无人机弹射起飞安全准则,基于此准则提出基于姿态角控制的弹射起飞控制方案;综合应用鲁棒伺服和模型参考自适应控制方法设计以角速率为内环的姿态角控制器。(3)分析天钩回收飞行过程中存在的问题、难点,设计理想撞线轨迹线;在完成姿态角控制器设计的基础上,纵向设计以H和H(5)为控制变量的高度控制器,横向设计以航迹角控制为主、侧偏控制为辅的航迹跟踪控制器;同时设计了舰船运动补偿网络,提高了无人机在舰船运动频带范围内的跟踪精度。最后在Matlab/Simulink环境下搭建数值仿真模型,对设计的弹射起飞和天钩回收控制律进行仿真验证。仿真结果表明:在外界风扰动和参数摄动的情况下,无人机按照安全准则要求能够完成起飞,回收满足精度要求,且控制器具有良好的鲁棒性和抗风干扰能力。