柔性飞行器是以柔性织物为制作材料的一类特殊的飞行器，拥有常规飞行器所不具备的气动特性。随着航空航天科技的发展，柔性飞行器的研究逐渐成为国内外关注的热点。本文主要研究两类特殊的柔性飞行器：高空飞艇和动力翼伞，针对高空飞艇的热力学模型、超压控制方案、水平面轨迹跟踪控制以及动力翼伞的动力学模型、轨迹规划以及轨迹跟踪控制问题提出一些新的观点和方法，取得了一些研究成果。　　文章主要创新工作如下：　　(1)考虑副气囊空气的质量交换，将飞艇的蒙皮以及内部的浮升气体（主要为氦气）、空气分别看作单个的热力学对象建立了高空飞艇热力学模型：包括非标准的大气模型、太阳辐射模型（包括太阳直接辐射、环境散射以及云层和地面的反射）、飞艇同天空的辐射换热模型、以及对流换热模型。结合飞艇热力学特性，建立了飞艇的超压控制模型、并提出了两种飞艇超压控制方案：基于模糊推理的模糊控制法和根据期望压差直接反算所需空气量的直接控制法。针对飞艇上升、回收、悬停阶段，对所建模型和控制算法进行仿真验证，并对两种控制策略进行了分析。　　(2)提出了基于自抗扰的飞艇水平面轨迹跟踪控制策略：针对三自由度的飞艇水平面动力学模型，采用自抗扰控制实现多变量系统的解耦控制。将飞艇模型中的不确定因素、外部扰动以及系统的动态耦合部分通过自抗扰控制的扩张状态观测器进行观测并作相应的补偿，只需对系统进行静态解耦。仿真结果验证了此控制算法的有效性。　　(3)建立了八自由度动力翼伞动力学模型：将动力翼伞的伞衣和承载物看作单个的运动对象，考虑两体之间的相对运动，在伞体六个自由度的基础上额外增加了物体同伞体之间的相对偏航运动和相对俯仰运动。考虑附加质量对翼伞运动特性的影响，建立基于柯西霍夫运动方程的动力翼伞动力学模型，最后通过仿真对动力翼伞的运动特性进行分析。　　(4)提出了一种基于分段设计的动力翼伞轨迹规划方法：借鉴传统翼伞分段归航轨迹设计方法，根据动力翼伞的实际工况，加入了动力翼伞的任务执行阶段。根据各阶段的几何关系，将轨迹规划问题转换为几何参数的寻优问题。采用量子遗传算法对目标函数进行寻优计算，得出各段轨迹的几何参数。考虑到由于飞行高度过低动力翼伞无法到达目标点的情况，将额外的高度作为新的变量加入到目标函数中进行优化，所得结果转换为额外的飞行时间通过动力翼伞的等高飞行进行抵消。仿真分析验证了该设计方法的可行性和有效性。　　(5)参考基于制导的路径跟踪理论，提出了基于制导的动力翼伞轨迹跟踪控制策略，并设计了轨迹跟踪控制器：通过李雅普诺夫方法得出相应的制导率，分别设计动力翼伞的横向和纵向线性自抗扰轨迹跟踪控制器。在仿真中加入突风的干扰，仿真结果验证了控制策略和控制器的可行性和有效性。