吸气式高超声速飞行器由于其巨大的军事价值和潜在的民用价值正日渐得到世界各国的普遍关注。机身/发动机一体化设计导致推进系统和气动力间存在强耦合;而细长的几何外形和轻质结构容易引起显著的弹性形变;此外，飞行高度和速度的大范围变化使得气动参数产生不确定性。因此，高超声速飞行器具有强非线性，强耦合，非最小相位及不确定性等动态特性，为导航和控制系统的设计带来巨大的挑战。面对挑战，本博士论文对高超声速飞行器巡航阶段的跟踪控制问题进行系统的研究。　　针对强非线性、强耦合的高超声速飞行器刚体纵向模型，本文提出了一种在设计控制器时不需要为了避免或减少非最小相位特性而去掉气动-推进和升力-升降舵等耦合，而是充分利用这些耦合的新型跟踪控制方法。这种控制方法的最大特色是，控制器和状态的参考轨迹可以通过求解一个线性代数方程组而同时获得，使得整个综合过程简单易实现。在跟踪控制器的作用下，高度误差渐近稳定，速度、航迹角、攻角及俯仰角速率误差指数趋于零。　　针对带有挠性模态的高超声速飞行器的跟踪控制问题，提出了一种基于新型跟踪控制方法的被动控制策略。该策略的主要思想是将挠性模态误差看成对本体误差的外部扰动，结合新型跟踪控制方法和H∞控制方法实现对挠性动态的抑制。　　考虑气动参数不确定影响下高超声速飞行器的跟踪控制问题，将带估计-补偿功能的自适应控制和非线性干扰观测器分别与刚体的跟踪控制方法结合得到两种不同的鲁棒跟踪控制器。前者通过可以在线调节的自适应律输出来逼近高超声速飞行器的模型误差;后者则通过设计一个非线性干扰观测器来在线估计集总干扰，然后利用控制器将干扰补偿掉。仿真结果表明所设计的两种控制器都能保证在气动参数不确定性影响下，刚体状态以较快的速度和较高的精度跟踪外部参考信号。　　针对高超声速飞行器具有快时变不确定的跟踪控制问题，提出了一种基于高阶非线性干扰观测器的跟踪控制策略。所设计的高阶非线性干扰观测器可以对干扰本身及其各阶导数进行在线估计。结合高阶非线性干扰观测器和新型控制策略为飞行器设计飞行控制系统。