伴随着空投技术的发展,翼伞因其出色的操纵性能,广泛应用于军事、民用、航空航天领域,翼伞的归航控制问题已经成为研究热点。目前国内外已经实施了多个精确空投项目,取得了一定的成果。本文采取理论分析与实验仿真相结合的方案,针对翼伞的建模与归航控制问题进行了研究。首先,分析了翼伞的运动学与动力学方程,引入后缘襟翼下偏对于气动力与力矩的影响,建立了物伞六自由度模型,进一步对六自由度模型加以简化,分析了翼伞的稳态运动过程,通过对力学关系的分析建立了翼伞四自由度稳态模型,并推导了模型参数间的运算关系。其次,采用分段归航算法进行航迹规划研究。基于翼伞四自由度模型的飞行规律,结合分段归航轨迹的几何特性,建立了用于求解轨迹的目标函数。利用改进后的人工鱼群算法优化目标函数,得到轨迹的设计参数,进一步通过仿真验证该轨迹设计方案的合理性。然后,根据大气风场的基本构成,建立了组合风场模型叠加至翼伞模型,以分析风速对翼伞飞行轨迹的影响。针对飞行轨迹与理想轨迹的偏差,设计了结合位置与航向信息的偏差量计算方案,并搭建航迹跟踪控制器,仿真分析了各偏差量求解算法及PID控制算法的跟踪效果。最后,为了便于翼伞操纵特性的研究及控制算法的验证,基于四自由度稳态模型设计了翼伞半物理仿真平台,编写了底层驱动程序,并进行了平台的运动实验。设计了增量式PID控制器,以控制翼伞的归航航向角,并利用此平台对控制算法的有效性进行了实验验证。本文的研究工作为翼伞的归航控制方案的设计提供了理论依据,为翼伞的控制算法实验验证提供了新的平台。