固定翼无人机的栖息问题,近年来得到广泛的研究。小型固定翼无人机具有飞行速度快、飞行平稳、使用成本较低等优点,但是他们的飞行时间相对较短、承重有限,难以安全着陆。因此,如果可以让无人机像鸟类一样随时随地的栖息来充电续航,具有重大的意义。基于此,本论文以小型固定翼无人机为例,研究其稳定栖息在垂直墙面的过程,来实现无人机短距离飞行后的稳定栖息问题。内容包括气动仿真计算、数学模型的建立、吸引域的估计和同步控制律的设计等方面,具体研究内容如下:针对无人机栖息过程中迎角的变化状态,研究无人机的气动特性。无人机在做垂直平面内飞行时,通过偏转水平方向的舵面改变迎角,从而改变升力,产生法向加速度,以控制向上或向下飞行。因此,根据无人机的几何模型确定计算区域以及网格划分。选取合适的计算模型和湍流模型,利用Fluent软件对固定翼无人机的的气动特性进行了仿真计算。并对结果进行分析,得出了无人机栖息时的飞行特征及性能。建立无人机栖息时的数学模型以及估计无人机栖息时的吸引域。首先对固定翼无人机的物理特征和外形结构等进行描述,根据理论力学和无人机飞行力学知识建立飞机简化模型。通过研究无人机稳定栖息在垂直墙面的状态,求解出约束的变量和参数,采用李雅普诺夫方法对固定翼无人机栖息在垂直表面的吸引域进行估计并仿真。研究了多个无人机的同步栖息控制问题。先分析单个无人机的运动模型,无人机在栖息过程中为纵向运动,因此将无人机运动方程解耦为纵向运动;再设计多个无人机的同步控制律,通过控制无人机栖息过程中的俯仰角状态和俯仰角速率状态来实现同步栖息的目标。最后证明设计算法的收敛性并用Matlab/Simulink进行仿真验证。