翼伞系统因其可控特性与高滑翔特性,被广泛应用于军事、航空航天等领域中,以完成对军用物资或航空器的精确空投与回收任务。目前,国外对翼伞精确空投系统的研究已经取得了很好的成绩。相比之下,国内对翼伞系统的研究还不够成熟,存在一定差距。本文采用理论分析与数据仿真相结合的方法,重点针对翼伞空投系统建模、归航轨迹规划设计以及归航控制进行了较为深入的研究。首先,将完全展开后的翼伞与伞载物视为一个刚性连接的整体,忽略两者之间的相对运动,建立翼伞系统六自由度非线性运动模型,并使用Simulink模型仿真,着重分析了翼伞系统的基本运动特性,为下阶段系统归航轨迹规划与控制提供了参考与理论依据。其次,为实现空投系统精确归航,依据翼伞系统自身有限的可控性与基本运动特性,对系统的空投可行域进行了研究,并运用翼伞系统运动学关系以及系统处于稳定状态时的数据,构建了一个适于轨迹规划的简化稳态模型。然后,利用最优控制理论,分别采用时间最优、能量最优、以及时间-能量最优控制归航三种方法对翼伞系统空投控制技术进行了研究。并提出了以高度裕度为判断准则的系统归航方案,利用三种控制方法各自的特点,实现翼伞系统更为合理地归航。最后,通过仿真试验,得到不同高度裕度下,最优控制归航轨迹及其相应的最优控制律。本文研究工作不仅可以在有限的条件下更好地实现精确空投,也可以为其他归航方法提供理论参考。