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平流层球载吊篮姿态控制系统属于一类典型的非匹配不确定非线性系统，通过自适应PID控制方法的应用，在一定程度上改善了控制系统控制器的控制性能。但由于其缺乏稳定性分析及参数确定困难，限制了其进一步的应用。为此，提出一种新型多滑模控制方法对该控制器进行鲁棒性优化设计，不仅降低了不确定参数下控制器的复杂性，且使其对非线性、参数时变或摄动、不确定性以及外干扰等具有较强鲁棒性，自适应PID控制器的控制精度也得到了有效提高。