飞机的横侧向运动存在较强的耦合性、不稳定性,呈现较强的非线性,这种耦合现象会为飞行控制带来不利影响。协调转弯控制则是横侧向控制的主要研究内容之一,本文利用常规PID、线性二次型最优控制和鲁棒最优控制理论对Boeing737-800机型分别进行协调转弯控制律研究。首先,根据受力分析与坐标转换,建立飞机空间运动方程,将飞机运动方程经小扰动线性化处理后,得到状态方程。基于QAR飞行数据,使用进化策略算法对状态方程中未知参数进行辨识,得到飞机运动模型。其次,采用经典PID控制方法设计飞机协调转弯控制律。建立飞机控制对象模型,分析协调转弯动作中飞机受力情况,得到协调转弯控制律后进行仿真研究,仿真结果表明,辨识所得模型较贴近真实,且设计控制律可以满足要求,但需要有调节参数过程。由于参数的完整性以及辨识精确性无法得到有效保证,难以确定精确的数学模型,且在实际飞行过程中,参数整定方法较繁琐且需要调节经验,PID控制器参数可能并非最优。针对此特点,采用线性二次型最优跟踪理论以及鲁棒最优控制方法两种方法分别设计B737-800机型协调转弯控制律,并进行仿真研究,结果表明,两种控制方法实现的控制律性能各有优劣,基本满足控制需求。