چکیده: امروزه کنترل خودکار هواپیما از مسائل مهم پژوهش‌های مهندسی است. روش وارون دینامیک غیرخطی از مهم‌ترین روش‌های مورد استفاده در این حوزه می‌باشد که با توجه به قضیه جداسازی ثابت زمانی برای هر حلقه به صورت جداگانه کنترل‌کننده وارون دینامیک طراحی می‌کنند. اما وقتی از کنترل‌کننده‌های دیگر مانند PD به منظور بالا بردن عملکرد استفاده می‌شود، حالت‌های حلقه‌ها در یکدیگر تاثیر می‌گذارند و نباید به صورت جداگانه برای آن‌ها کنترل‌کننده طراحی کرد. در این رساله با توسعه روش مذکور به دنبال ردیابی فرمان مرجع ورودی (زوایای اویلر) و کنترل تحمل پذیر عیب می‌باشیم. بدین صورت که در مرحله اول با ترکیب روش کنترل مود لغزشی انتگرالی و وارون دینامیک در حلقه داخلی یک جزء افزایشی به تلاش کنترلی اضافی شده است تا به نامعینی‌های موجود در دینامیک مدل شده در کنترل‌کننده غلبه کند و در حلقه خارجی با در نظر گرفتن هم‌زمان حالت‌های حلقه داخلی و خارجی، سه کنترل‌کننده PD طراحی شده است. تمامی رابطه‌ها، شامل شرط محدود بودن حالت‌ها در یک بیضی‌گون، پایداری نمایی سیستم حلقه بسته با در نظر گرفتن توربولانس و نامعینی وابسته به حالت در قالب نامساوی ماتریسی خطی فرموله شده‌اند. با حل کردن این نامساوی‌ها به صورت هم‌زمان و بدون استفاده از قضیه جداسازی ثابت زمانی، پارامترهای کنترلی بدست آمده‌اند. در مرحله دوم با توجه به مقاوم بودن روش کنترلی ارائه شده به نامعینی‌ها، سیستمی برای تشخیص عیب عملگر هواپیما طراحی شده است و در بخش سوم بازسازی کنترل‌کننده به منظور تحمل پذیر عیب، برای کاهش کارایی عملگر به صورت فعال طراحی شده است. تمامی طراحی‌های انجام شده بر روی معادلات غیرخطی شش درجه آزادی هواپیمای بویینگ-747 در محیط نرم‌افزار متلب شبیه‌سازی شده است که نتایج شبیه سازی برتری روش پیشنهادی را نسبت به روش وارون دینامیک مرسوم نشان می‌دهد.