共轴双旋翼无人机作为非常规构型无人机,具有飞行高效、携带便捷等优点,拥有广阔的应用前景。本文针对共轴双旋翼无人机存在的结构复杂、控制难度大、对起飞场景要求苛刻等问题,研制了一种弹射式共轴双旋翼无人机及弹射装置,设计了稳定性与鲁棒性高的飞控技术,并完成了样机测试。首先,对弹射式共轴双旋翼无人机进行总体设计。按照模块化思想对结构进行布局,使无人机结构紧凑、拆装便捷;采用变矩操纵方案设计了无人机操纵结构;面向无人机弹射起飞特性,设计了弹射座和折叠桨夹结构。对机体及桨毂进行有限元分析,保证材料选择和结构参数设计的合理性。其次,基于压缩空气弹射原理设计了一种新型弹射装置。对弹射过程进行原理分析,并完成了弹射装置结构设计;对控制电路进行设计,实现了远程控制无人机弹射起飞功能。对弹射装置进行有限元分析,保证材料和设计参数的合理性。然后,基于PID控制和鲁棒控制理论,设计了PID-鲁棒混合控制方法。在姿态控制回路中使用鲁棒控制中鲁棒H∞混合灵敏度控制,提高无人机稳定性和鲁棒性;在位置与速度控制回路中使用PID控制,加快无人机响应速度。使用Simulink对PID-鲁棒混合控制方法进行仿真分析,验证了其控制效果。最后,对共轴双旋翼无人机及弹射装置进行零部件选型、制作和装配。进行了无人机弹射起飞、机动飞行试验,以及质量变化/外界干扰导致的参数摄动飞行试验。试验结果表明:弹射装置能使无人机弹射起飞,PID-鲁棒混合控制方法能够使无人机稳定飞行,并能有效抵抗参数摄动。