中文摘要：

集直升机的垂直起降与固定翼飞机的高速巡航功能于一身，具有可变结构的航空飞行器显示出其独有的优势。尽管这种设计理念近年来在微小型多旋翼无人机上也开始应用，但还没有成功的报道。从文献看，其基本原因是控制器设计没有考虑到由这种结构变化引起的飞行器动态模型结构和参数（机体惯量矩阵和质心位置）的变化。为解决这类问题，本课题旨在用多刚体动力学方法对该类飞行器进行理论分析和建模。着重研究在悬停与平飞的相互转换过程中机体结构变化对其动态模型结构的影响，建立包含精确描述这种变化的完整的动态模型,探索设计布局对动态性能的影响以及它与控制实现的关系，给出相应的控制算法。为了改善文献中现有设计的动态品质和降低其控制难度，本课题提出了一种全新的可实现姿态与速度控制解耦的多旋翼变结构无人机的空气动力学布局。在用上述方法对其建模和进行控制器设计的基础上，在课题组已成功研发的四旋翼无人机平台上开发出试验样机进行实验验证。