可变形复合翼无人机集成了各类无人机的优点,包括固定翼的高速飞行和长航时、多旋翼的垂直起降、扑翼的隐蔽性强等,可适用于各种不同的实际场景,如地图测绘、安全巡检、边境巡逻、森林防火、军事侦察等。因此,对可变形复合翼飞行器进行深入研究具有重要的实际意义。本课题综合现有的研究成果,针对可变形复合翼机器人的实际应用场景,完成了可变形复合翼飞行器的数学建模,算法仿真及实验测试,具体研究内容如下:首先通过分析可变形复合翼飞行器飞行状态,将可变形复合翼飞行器的飞行过程分为8个阶段,并构建了可变形复合翼飞行器的坐标系,分析了其飞行原理。基于所构建的坐标系和飞行原理,得到了可变形复合翼飞行器的数学模型。其次设计了可变形复合翼飞行器的总体控制系统,把可变形复合翼的控制系统分为了双环控制,分别控制飞行器的位置变量和角度变量。采用了互补滤波算法对飞行器的数据采集硬件采集到的飞行参数加以融合,利用四元数法进行飞行器的姿态解算,选用PID控制算法和SMC滑模变结构控制算法对可变形复合翼飞行器不同飞行状态进行悬停控制。并利用MATLAB/Simulink软件对控制效果进行了仿真,得到了飞行器位置以及姿态的响应曲线,验证了飞行器的悬停能力以及抗干扰能力。最后进行了可变形复合翼飞行器的硬件选型和软件设计及实验测试。介绍了硬件性能,阐述了软件流程,绘制了软件的程序流程图。实验测试共分为三个阶段,第一阶段是在自己搭建的试验平台上进行了多旋翼稳定悬停的测试,实现了在不同的高度定点悬停;第二阶段是将多旋翼实验平台上测试成功的控制系统移植到实验室的样机上,并对控制系统进行了拓展,使得控制系统可以控制可变形复合翼无人机机翼的各种不同状态;第三阶段是验证可变形复合翼飞行器在空中进行各种机翼变形动作时,飞行器的悬停情况。最终通过了室内外的试飞实验,验证控制算法和软硬件的可实现性。