复合翼无人机,是在固定翼无人机基础上,在机翼两侧增加两根尾撑动力臂,并在动力臂上配备旋翼系统。其既有多旋翼无人机的垂直起降和悬停能力,又具有固定翼无人机的速度快、航程远的特点,发展前景十分广阔。本文以100KG级复合翼无人机为对象,研究复合翼无人机控制技术。首先建立六自由度复合翼无人机模型,分析固定翼的气动特性、操稳特性和模态特性,再介绍了线性自抗扰控制。其次,设计固定翼控制律,内回路实现姿态控制,外回路实现高度控制、速度控制和航迹控制。内回路采用串级控制加降阶LESO补偿,实现了姿态角无稳态误差快速跟踪,验证了 LESO对单升降舵面失效的观测和补偿的能力。纵向航迹与速度控制采用总能量控制架构,实现速度和航迹的解耦,使爬升空速稳定、升降速度稳定,平飞空速加速性能良好。通过蒙特卡洛仿真,验证了在存在不确定性情况下的控制性能。横侧向航迹控制应用了 L1制导方案。针对直线航路和圆弧航路情况,分别设计控制律,大幅改善了航迹控制的精度,对风干扰具有一定的自适应性。针对姿态传感器发散的情况,在纵向、横侧向分别设计了无欧拉角反馈的控制律。再次,研究复合翼多旋翼模态的控制技术,姿态内回路通过跟踪-微分器提取微分信号,基于角速度串级PD控制器加降阶LESO补偿,并考虑执行机构动态,提高了旋翼模态下姿态控制的抗扰性能。外回路实现了位置速度控制。同时设计多旋翼-固定翼过渡过程控制律。通过滑行实验,验证了过渡过程多旋翼与固定翼的混控逻辑。最后,设计了无人机系统,分别设计了飞行平台控制系统、通信系统和动力系统,该无人机及系统实现了全自主飞行。