自然界中,大型鸟类在降落时拉大迎角调整体态,最终准确到达地面或树枝上。这种降落方式称为栖落机动。研究者受到启发,提出了无人机仿生栖落机动的概念。若固定翼无人机能以栖落机动的方式实现降落,便能解决其降落空间要求大、落点难控制的问题,大大拓宽其应用场合。变体部件能够作为辅助操纵机构,提升无人机的操纵性能。针对传统固定翼无人机在低速下操纵性能不足的问题,变体辅助固定翼无人机进行栖落机动的方案应运而生。本文针对变体无人机的栖落机动,研究纵向动力学模型的建立与控制器设计,并探讨了不同变体方案对栖落机动性能的影响。首先,研究变体无人机栖落机动纵向动力学模型的建立,分析变体部件对无人机动力学特性的影响,建立了变体无人栖落机动机纵向动力学模型。将栖落机动的动力学模型沿参考轨迹线性化,转化为线性变参数模型,通过张量积转换将线性变参数模型转变为多项式模糊模型。其次,研究了变体无人机栖落机动的多项式模糊控制设计,基于栖落机动的多项式模糊模型,针对每个多项式子模型设定了极点位置约束与控制输入限幅,基于平方和分解法为约束条件建立了多项式矩阵不等式,设计了多项式模糊控制器。针对无人机位置回路,设计了位置控制外环控制律,将位置偏差补偿至姿态控制回路,实现了轨迹跟踪控制。通过仿真验证了所设计的多项式模糊控制器的有效性。然后,针对栖落机动过程中变体无人机动力学特性非线性强、变化大的特点,研究了栖落机动的预测控制方法。离线设计一系列嵌套的椭圆不变集与对应的控制律、在线根据系统当前状态所处的椭圆不变集选取对应的控制律的方法,实现了在线计算量较小的离线鲁棒预测控制器。针对变体部件的高操纵效率与升降舵的高反应速度的特点,引入了控制分配环节,研究了变体与常规舵面的协调控制问题。仿真结果验证了所设计控制器的有效性,并通过与多项式模糊控制器的对比验证了预测控制在应对模型失配、外在扰动等不确定性因素方面的优势。最后,研究了变体方案对无人机栖落机动性能的影响。针对伸缩吊杆、伸缩翼和移动主翼变体方案,对比分析了变体与非变体无人机的轨迹优化结果,分析了变体无人机在轨迹性能方面的优势。对伸缩吊杆、伸缩翼、移动主翼变体方案的无人机分别设计了离线鲁棒预测控制器,通过仿真验证了其轨迹跟踪性能。根据轨迹优化结果与控制仿真结果,分析了不同变体方案的优劣势以及建议的使用场景。