复合式高速共轴无人直升机既具有直升机的垂直起降、定点悬停和低空飞行性能特点,又具有固定翼飞机的飞行速度、远航程和长航时的性能特点,无论是军事领域还是民用领域都具有极大的实用价值,是未来高速直升机的重要发展方向之一。本文以“共轴直升机+尾推螺旋桨”构型的复合式高速共轴直升机为研究对象,重点研究复合式高速直升机的动力学建模和飞行控制技术,本文研究内容如下:首先,介绍了复合式高速共轴无人直升机的基本构型和参数,以及在不同飞行模式下的操纵特性。采用模块化机理建模方法对研究对象的旋翼和其它气动部件进行空气动力学分析,建立了复合式高速共轴直升机的全量非线性数学模型。在此基础上,结合小扰动线性化模型理论对非线性数学模型进行线性化。其次,根据复合式高速共轴直升机的操纵特点,复合式高速共轴无人直升机的飞行模式可分为直升机模式、过渡模式、飞机模式,并分析了不同飞行模式的操纵量和操纵关系,以及过渡模式的切换策略分析。最后,介绍了经典的PID控制理论、H_∞控制理论以及H_∞混合灵敏度控制的三种经典设计方法。根据得到的线性化数学模型对复合式共轴直升机进行控制律设计,在直升机模式下,控制律架构采用内外环回路的思想进行设计,其中内回路的姿态回路和外回路中的速度回路采用H_∞混合灵敏度GS/T进行设计,外回路中的位置回路采用PI进行设计。在飞机模式下,纵向运动采用H_∞混合灵敏度GS/T设计控制律,横侧向运动采用H_∞混合灵敏度S/KS/T方法设计控制律。也对过渡模式的操纵策略进行了分析。