본 연구에서는 시변 하는 외란 환경에서 날갯짓 초소형 비행체의 자세제어를 위한 자세제어기와 외란관측기를 설계하여 동역학 모델을 이용한 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 날갯짓 초소형 비행체의 간략화한 날갯짓 운동, 날갯짓에 의한 공력, 동체 동역학에 대해 수치모델링을 수행하였다. 제자리 비행에서의 자세제어를 위해 날갯짓 비행체가 가지는 시변 비선형 시스템을 선형화하여, 설계한 Linear Quadratic Tracker 제어기법을 통하여 자세안정화를 수행하였다. 외란관측기 설계를 통해 시변 하는 외란 환경에서의 자세안정화를 수행하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 설계된 모델과 제어기 성능을 확인하였으며, 시변 하는 외란 환경에서 제자리 비행을 위한 자세안정화가 수행되는 것을 확인하였다.