飞行控制系统对外部指令信号的响应瞬态与响应稳态都会直接影响飞行器的飞行安全和完成飞行任务的效能。然而,由于飞行控制系统的模型具有高阶性、非线性性等特点,这就为无人机速度和俯仰角响应瞬态特性的分析与有效控制带来难度。为此,本论文针对无人机的飞行速度和俯仰角的瞬态控制问题,借助于全局坐标变换、反馈线性化等非线性系统控制技术,研究具有高阶、多输入多输出、非线性等特性的飞控系统的响应瞬态分析与控制问题。更具体地,本文的主要研究内容如下:1、分析六自由度固定翼无人机运动学和动力学模型的高阶和非线性等特性。在特定假设条件下,根据无人机速度和俯仰角跟踪控制问题的需要,获得两种简化模型:1)解耦的速度控制模型(三阶积分链模型)和俯仰角控制模型(四阶积分链模型);2)速度控制和俯仰角控制耦合的双输入双输出(DIDO)非线性控制模型。2、基于SISO积分链模型的速度/俯仰角的瞬态控制算法的研究。对于无人机速度的三阶积分链模型和俯仰角的四阶积分链模型提出一种瞬态控制算法,确保系统输出跟踪单调收敛,并且零超调。3、基于DIDO非线性模型的速度和俯仰角的瞬态控制算法的研究。对于这样一种多变量的非线性系统,一方面基于小扰动线性化原理对该非线性模型进行线性化,然后针对线性化之后的模型设计控制律,另一方面直接针对多变量非线性模型,借助于全局坐标变换、反馈线性化等非线性控制技巧进行控制律的设计,确保无人机速度和俯仰角都可以无超调并且单调地跟踪各自给定的指令信号(参考信号)。4、基于Matlab/Simulink软件进行无人机速度和俯仰角控制仿真平台的搭建以及算法验证,证实本文算法的正确性和可靠性。同时,将本文的三种瞬态控制算法分别与国内外相关的算法进行仿真对比分析,体现了本文算法的有效性。