随着航空工业的发展,旨在提高飞行器性能的飞行控制方法研究受到越来越多的关注。目前工程中通常采用比例-积分-微分（Proportional-Integral-Derivative,PID）控制与传统变增益控制相结合的方法,该方法因具有灵活的设计框架和简洁的控制结构而受到工业界的广泛应用。然而,传统变增益控制不能在理论上保证系统的性能,只能通过大量的实验去验证控制效果。因此线性变参数（Linear Paramter-Varying,LPV）系统被提出用来解决该问题,LPV控制是将鲁棒控制理论扩展至非线性系统的一种控制方法,这类系统具有线性系统结构且系统矩阵依赖于实时可测的参数。LPV控制可以保证系统在整个参数空间的稳定性,基于该方法设计的增益调度控制器可以根据系统参数进行调节而不需要设计插值函数。但该方法在应用中仍面临诸多挑战,首先,LPV控制多采用状态反馈或者动态输出反馈控制,可能需要反馈所有系统状态,或者需要在线构造复杂的动态输出反馈控制器,另外LPV控制无法直接解释控制器增益的物理意义,因此在线进行控制器增益的微调比较困难。基于以上背景,本论文对LPV系统增益调度PID控制方法展开研究,旨在结合LPV与PID控制的优势,使控制系统不仅具有PID控制简洁的结构,且可以在理论上保证系统在参数空间内的性能。本文的主要内容可以概括为以下三个方面:（1）本论文进行了基于LPV系统的增益调度PID控制算法研究,提出了新的线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality,LMI）综合条件。本论文首先研究了基于状态反馈的变增益比例-积分（Proportional-Integral,PI）控制,利用扩展LMI将非凸优化问题转化为凸优化问题,与传统方法比较,该方法使Lyapunov矩阵与系统矩阵解耦,具有较低的保守性。考虑到状态反馈的局限性,本文进一步对输出反馈的LPV-PID控制进行了研究,同样为了解决非凸优化问题,将PID控制转化为静态输出反馈控制形式,并利用映射定理、矩阵变换等方法提出了具有LMI约束的控制器综合条件,且可以保证系统诱导2范数、输出2范数有界,与现有方法对比,本文中的方法约束条件较少,一定程度上扩大了可行解空间。（2）为了提高LPV-PID控制在大参数空间内有解的可能性以及性能,本论文在LPV-PID控制方法基础上,进行了平滑LPV-PID切换控制算法的研究。首先,根据平均驻留时间切换逻辑提出了LPV-PID切换控制的综合条件,进而为了保证系统在切换面上的性能提出了平滑LPV-PID切换控制算法,该方法可以保证控制器增益在切换过程中连续变化,避免控制输入突变引起的性能下降,与现有方法对比,LPV系统的每个子空间都具有独立的Lyapunov函数,进而提高了算法的灵活性。（3）为了减少执行器饱和对系统性能的影响,本论文在LPV-PID控制方法的基础上研究了执行器饱和情况下的控制器设计问题。一方面通过抗饱和补偿器减小饱和造成的系统性能下降,另一方面根据饱和控制理论进行了系统区域稳定性的证明,并提出了LMI形式的控制器综合条件,实现了PID控制器增益和补偿器增益共同设计的目标。综上,本学位论文理论联系实际,对LPV系统增益调度PID控制问题进行了研究,提出了适合实际飞行控制系统的LPV-PID控制综合条件,并考虑了实际应用中遇到的切换控制以及饱和控制问题,解决了切换控制中控制输入突变的问题,以及PID抗饱和控制一体化设计问题。