微型扑翼飞行器是一种基于仿生学的机器人，高效的飞行效率、灵活的操纵性使得这种微型飞行器在特种军事、复杂民用领域内具备潜在的应用前景。进入新世纪以来，微型扑翼飞行器已成为国际微型飞行器(MAV)领域的研究热点之一。本文吸收总结了有关准稳态空气动力学、鲁棒控制、自适应控制、扩张观测器、滑模控制、微型扑翼飞行器设计等相关领域的近期研究成果，开展了准稳态气动力分析与计算、微型扑翼飞行器建模与简化、基于动态面的非线性控制方法、扩展观测器设计研究。　　首先综述了国内外扑翼飞行器相关理论及实验的研究成果，总结了准定常气动力产生三大机制。扑翼飞行器不同于常规飞行器，其气动力的产生机制较为复杂，呈现强烈的非线性特点，在这样的条件下，建立了扑翼飞行器运动和动力学方程，为控制系统设计打下基础。本文将飞行器运动分为纵向和横侧向分别进行研究，设计了俯仰角控制、高度控制、航向保持、协调转弯、航迹控制五个模态的姿态跟踪控制器。　　根据欧拉原则构建了微型扑翼飞行器的姿态误差方程，针对输入端的准稳态气动力干扰，基于动态面(DSC)技术，设计了俯仰角控制模态的鲁棒控制器。在高度控制模态中，引入扑翼飞行器模型不确定性的自适应估计律，考虑到准稳态气动力的干扰，并基于动态面(DSC)技术，设计了扑翼飞行器的鲁棒自适应姿态控制器，进行了仿真对比，相较于Back-stepping算法，本文算法的超调量下降50％,稳态性能和Back-stepping算法几乎相当。　　在协调转弯控制模态中，引入扩张观测器和微分跟踪器观测补偿准稳态气动力的干扰，基于动态面(DSC)技术，设计了基于扩张观测器的鲁棒自适应姿态控制器。对于航迹控制模态，引入一种新滑模算法，设计了基于扩张观测器的有限滑模姿态控制器，并进行了数字仿真，扑翼飞行器姿态角在40秒内收敛到稳态值。　　本文设计了一种微型扑翼飞行器，研制了地面遥控设备以及准稳态气动力测试平台。介绍了微型扑翼飞行器的结构以及地面遥控设备原理，开展了微型扑翼飞行器的准稳态气动力测试，进行了微型扑翼飞行器的室内飞行测试。