飞行器栖落机动是受自然界中鸟类栖落过程的启发,通过迅速拉大飞行器攻角,利用大迎角姿态产生高阻力,从而实现快速减速并精准着陆的飞行过程。在飞行器进入栖落机动末段时,飞行器处于低速、大迎角的运动状态,传统舵面气动效率极低而无法进行有效的姿态操纵。针对该问题,本文提出了在飞行器中加入变体结构进行辅助操纵的解决方案。本文以一种可改变主翼位置的变体无人机为对象,对该变体无人机栖落机动的纵向运动进行了建模、轨迹优化与控制研究。首先,进行室内飞行实验,通过运动捕捉系统测量获得飞行数据。依据实验数据,结合平板气动理论建立了变体无人机的气动模型,并在该气动模型的基础上建立了变体无人机的纵向动力学模型。然后,采用广义伪谱优化软件(GPOPS)对所建立的变体无人机模型进行栖落过程轨迹优化研究。优化结果表明,与普通固定翼无人机相比,变体部件能够显著提高无人机的姿态操纵效率,从而改善无人机栖落机动性能。随后,以得到的最优轨迹为参考轨迹,设计了时变最优控制器来进行飞行器的轨迹跟踪控制。仿真结果表明,飞行器在偏离初始位置较小的情况下能够有效跟踪轨迹。变体结构也改善了飞行器的姿态操纵能力。最后,构建了变体无人机栖落机动飞行实验平台,并进行了栖落机动飞行实验。研制了一种可改变主翼位置的变体无人机,设计了栖落机动控制系统的硬件和软件架构,并进行了栖落机动飞行实验。实验结果表明,栖落机动闭环控制较开环控制落点精度更高,同时变体部件能够有效进行飞行器的姿态调控。