高空长航时无人机技术是当今飞行器科研工作者关注的重点。由于该类飞机的机翼具有展弦比大、静变形大等特点,因此其非线性气动弹性分析就变得至关重要。尤其是在飞行任务中,必须考虑遭遇突风的情况,相应的非线性气动弹性响应分析以及控制分析是必不可少的。本文针对某大展弦比机翼,在NASTRAN平台上,考虑其几何非线性,建立了结构的有限元动力学模型。并在偶极子格网法气动力模型的基础上,进行了非线性气动弹性配平研究。在配平状态进行线化分析,得到正交模态,并将其与原线性模态进行对比,分析了几何非线性因素对模态的影响;分别基于线性模态和配平状态的线化模态,进行了气动弹性颤振分析以及离散突风响应分析,计算得出几何非线性因素对结构颤振以及突风响应的影响;基于有理函数拟合方法对简谐气动力进行反演,建立一个带控制面的双梁式机翼的广义受控对象式,并利用模型预测控制算法(MPC)对其进行非线性离散突风响应控制分析。结果表明,大展弦比机翼的大变形因素对其模态的影响不容忽略,其颤振速度考虑几何非线性因素时会相对变小,而离散突风响应也变得更准确,更符合实际;同时离散突风响应控制分析结果表明了模型预测控制算法能够有效地减缓突风响应。