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非线性颤振主动抑制是气动弹性领域的研究热点,通过控制操纵面的偏转来进行机翼颤振主动抑制是一种具有实际工程应用前景的方法,其中颤振主动抑制控制方法的研究一直受到国内外气动弹性研究者的高度重视,当控制系统中存在饱和、不确定性和约束等问题时,研究具有低阶的、鲁棒的且稳定性好的非线性颤振主动抑制控制方法具有重要的理论与实际意义。本文基于现代控制理论、智能控制理论及非线性动力学原理,以亚音速内带有控制面的非线性二元机翼为研究对象,针对控制系统所遭受的非线性参数不确定性、外界扰动、输入饱和以及状态约束等问题,设计闭环系统稳定且能达到期望性能、鲁棒性好的非线性控制策略来实现机翼的颤振抑制。本文主要做了以下几方面的工作:1.本文首先通过准定常气动力理论推导了作用于翼面上的气动力及气动力矩表达式,利用拉格朗日方程建立了二自由度二元机翼的气动弹性运动方程,采用基于劳斯-赫尔维茨（Routh-Hurwitz）判据的特征值法求解了线性机翼系统的颤振频率和颤振速度,并探讨了非线性极限环颤振的机理和分类。2.研究了具有双线性迟滞非线性特征的二元机翼气动弹性系统的颤振主动抑制控制策略。首先,设计了基于状态相关的黎卡提方程（state-dependent Riccati equation,SDRE）的控制方法,将模型处理成适用于SDRE控制的标准形式,通过SDRE选取适当的性能权重参数来获得系统最优反馈增益,进而结合李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论给出了闭环系统渐近稳定控制器。紧接着,又设计了具有规范形式的滑模控制（Sliding Mode Control,SMC）方法,通过引入线性变换将系统的状态方程转换成为一种低阶规范形式,然后利用二次型指标最优控制得到状态反馈矩阵,进而得到了能够确保系统渐近稳定快速收敛于零点的滑模控制器。最后,通过数值仿真对所提控制算法的有效性进行了验证,探讨了输入信号与执行器时滞对于响应的影响,并比较了两种控制方法的优劣。3.针对俯仰方向含有刚度和阻尼多项式非线性二元机翼气动弹性系统存在非线性参数不确定性问题,首先,通过状态变换和反馈对非线性系统进行反馈线性化,将其转化为线性系统,并在李雅普诺夫稳定意义下设计自适应反馈控制律。然后,又设计了模型参考自适应控制（model reference adaptive control,MRAC）方法,通过引入参考模型来提供理想的系统响应,并利用Lyapunov函数确定了非线性参数更新规律,进而保证了闭环系统的稳定性,并探讨了自适应增益矩阵对系统参数估计收敛速度的影响。最后,通过数值仿真对所提控制算法的有效性进行了验证,研究了刚度参数不确定性对系统响应的作用以及刚度、阻尼参数不确定性之间的关系。4.针对非线性二元机翼气动弹性系统同时存在非线性参数不确定性和外界干扰问题,设计了一种基于变更边界层的自适应滑模反演控制方法,通过滑模控制与反演技术相结合,将复杂非线性系统分解为若干子系统,同时设计部分Lyapunov函数和中间虚拟控制量,并利用SMC的鲁棒性保证分解后的每一个子系统的稳定性,然后引入切换控制,对系统参数不确定性和外加扰动进行补偿,并通过自适应方法设计了未知不确定性上界估计的更新规律,随后根据设定跟踪误差阈值,判断跟踪误差与误差阈值的比较关系来改变边界层的厚度,进而利用Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的稳定性和跟踪误差的收敛性。最后,通过数值仿真对所提控制算法的有效性进行了验证。5.针对非线性二元机翼气动弹性系统存在非线性参数不确定性和外界干扰且同时考虑状态约束的问题,设计了一种基于队列条件下的迭代学习控制方法,以基于队列条件的迭代学习控制（iterative learning control,ILC）理论为基础,通过使用界限李雅普诺夫函数（Barrier Lyapunov Function,BLF）来确保沿系统轨线的有界性,克服了传统的全局正定和径向无界Lyapunov函数（Quadratic Lyapunov Function,QLF）无法解决约束控制的弊端,从而防止了违背状态约束条件,同时通过引入复合能量函数（Composite Energy Function,CEF）,将传统压缩映射方法需要满足的条件拓展为局部利普希茨条件,进而通过合并BLF到CEF中组成界限复合能量函数（Barrier Composite Energy Function,BCEF）,最终确保了系统在参数和非参数不确定性作用下BCEF沿着迭代轴的渐近收敛性。最后,通过数值仿真对所提控制算法的有效性进行了验证。6.针对带有控制面的非线性二元机翼气动弹性系统,从鲁棒性及轨迹跟踪性能等方面,对于前述章节的模型参考自适应控制方法、基于变更边界层的自适应滑模反演控制方法及基于队列条件下的迭代学习控制方法进行了对比仿真验证,比较了几种方法的优劣。