无人飞行器通过将近一百多年的发展,越来越多的应用在各个领域。特别是在海军装备“现代化、信息化、一体化”的三化发展理念下,舰载无人机系统已成为全球各国海军优先发展的一种舰载作战系统。舰载无人机系统是海军舰艇上配置的一种集多学科、高智能化的武器装备,可以承担如警戒、导引、诱饵等多种特种作战需求,它的发展将成为未来战争中的中坚力量,引领未来作战样式的巨大变革。普通舰艇在空间和场地上有着局限性,主要是不具备供固定翼飞行器起降的跑道,所以多旋翼这种具有垂直起降功能的无人飞行器成为了重要发展方向。基于对高侦察能力、大数据处理、长航时舰载无人机的迫切需要,本论文以大载荷系留式舰载无人机为研究对象,主要研究了系留式舰载无人机的控制器设计和控制算法。论文首先提出了抗风问题是系留无人机控制器设计中所需解决的核心问题,为了准确模拟实际风场对系留式舰载无人机的影响,建立了系留式舰载无人机数学模型、系留缆模型以及相应的大气风场模型,并对模型进行了仿真研究。由于系留式舰载无人机的特殊风场环境和系留缆的存在所导致的模型不确定性,不能使用严重依赖模型的控制算法,因此,本文提出了标称PD控制器+干扰观测器的控制策略。进而,又对自抗扰观测器参数选取原则和基于H∞理论的干扰观测器优化设计方法进行了研究。最后,本文将所设计的PD控制器+干扰观测器应用到实物实验中,对其抗风性能进行了测试。实验结果显示,引入干扰观测器大幅改善了控制精度,在强风场作用下,无人机位置保持精度达到分米级。