随着科技的进步,航天技术也取得了不断的进展,目前飞行器普遍面临复杂的飞行环境以及多种飞行任务,而传统的固定翼飞行器很难适应当下的需求。变体飞行器能够自主根据不同的飞行条件以及飞行任务改变自身气动外形,从而满足更多的任务需求。本文以能够同时对称变化翼展和后掠角的变体飞行器为研究对象,重点针对变体飞行器展开气动系数获取和拟合的方法,面向控制建模的方法,以及变形辅助机动控制问题的研究。首先,针对变体飞行器变形的特点,利用DATCOM获取了变体飞行器不同气动外形下的气动系数,并将气动导数与零攻角时的气动系数建立了与变体飞行器的翼展变化和后掠角变化的模型,基于此分析了飞行器气动外形变化对其气动性能的影响,并分析了变体飞行器翼展与后掠角复合变化相比于外形单一变化变体飞行器和传统飞行器的优势。其次,研究了变体飞行器的变形辅助机动控制问题,基于拟合的气动模型建立了可变翼展变后掠角飞行器纵向平面的动力学模型,并将其重构为变形辅助机动控制模型。同时基于模型非仿射、强非线性、高度耦合的特点,将模型分为速度回路与姿态回路以简化控制器的设计,设计了基于非线性控制分配的鲁棒控制策略。将控制器分为了两个部分,跟踪稳定控制器保证系统在无干扰的情况下实现预期的跟踪性能,干扰观测器观测并补偿气动系数不确定性以及外界干扰。其中,跟踪稳定控制器采用固定时间收敛的状态反馈控制器,干扰观测器采用基于超螺旋控制（STC）的积分滑模（ISMC）结构。为了将得到的控制指令合理的分配到各个控制面上,采用了非线性控制分配算法。仿真结果表明在设计的控制策略下变体飞行器能够自主的改变翼展与后掠角辅助传统控制面实现飞行器的机动控制,同时相比于传统的固定翼飞行器,变体飞行器具有更加优秀的跟踪以及抗干扰性能。然后,基于变体飞行器模型过饱和驱动的特性研究了变体飞行器的在线故障诊断及容错控制算法。建立了变体飞行器舵面卡死与损伤的故障模型,然后分别对应不同的故障分别设计了相应的故障诊断算法以确保能够在舵面发生故障的时候及时检测与传递故障信息。然后在基于非线性控制分配的鲁棒控制策略的基础上,设计了基于零空间初始解修正的算法,进一步利用了变体飞行器气动外形改变的特性,提升了其抗饱和以及容错的能力。仿真结果表明,设计的算法能够在舵面发生卡死或损伤故障时或执行机构饱和时,自主的调整其余控制机构,使其达到预期的跟踪性能。最后,为了简化飞行器模型与控制器设计,更大程度的提升飞行器性能,研究了基于在线时变参数辨识的变体飞行器控制问题。重新拟合了变体飞行器气动系数关于外形变化的数学模型,将变体飞行器模型重构为含有未知时变参数的仿射非线性模型,并基于此设计了在线参数辨识的自适应算法以及控制算法。仿真结果表明,在线参数辨识算法能够在线精确辨识出由外形变化、气动系数不确定性和外部扰动所导致的不确定性,且相比于前面提出的基于非线性控制分配的鲁棒控制策略,本方案能够以更小的执行器代价实现同样甚至更好的飞行器跟踪性能。