无人机行业作为国家战略性高科技产业,在应急救援、通信中继、物流运输、农业、军事等方面占据重要地位。但是传统多旋翼无人飞行器因自身载重性能限制或者系统动力限制,往往需要准备多种不同规格无人机以适应不同重量货物运输,或者面对狭窄空间不具备通行、检修能力而面临诸多挑战且短板较多。本文针对如何降低成本简化结构提升无人机的负载能力、增加倾斜悬停能力提出一种可组合式无人机,并围绕模型建立、控制分配、实物设计与搭建、实验验证等工作进行深入研究。研究内容如下:（1）研究组合式无人机实时结构识别方法和动态的控制分配数学模型建立方法。组合式无人机相对于传统的多旋翼无人机,组合后结构变化导致控制模型变化,传统固定单一的控制方案难以确保组合无人机稳定运行。本文提出实时结构识别和动态控制分配方法,建立了数学模型并给出了仿真验证。（2）设计组合无人机机械结构、硬件系统与实物搭建。本文使用SOLIDWORKS完成了机械结构与连接结构设计,选取STM32F405为核心主控设计了飞行控制硬件电路,最终使用碳纤维方管为基本框架材料搭建了几种组合式无人机实物。（3）设计飞行控制系统与编写控制程序。本文分别给出了在基本单元飞行状态、横向连接飞行状态、纵向连接飞行状态和混合连接飞行状态的飞行控制结构,采用串级PID为本次飞行控制律,使用C语言设计了飞行传感器的硬件读写和整体控制程序设计。利用FREERTOS实时操作系统编写了整个飞行器控制调度系统。（4）进行组合式无人机实物测试与飞行数据分析。本文针对设计制作的组合无人机展开了室内实验,进行了组合飞行测试和倾斜态悬停测试,同时对飞行过程中的位置、速度和角度数据进行了采集与对比,并进行了均方差分析与对比,实验结果验证了本文提出的实时结构识别和控制分配方法的正确性,验证了组合无人机可以进行组合飞行,稳定性接近常规四旋翼飞行器,最大倾斜悬停角度可达±25°（角度）。组合无人系统动力冗余、安全性高、拥有倾斜姿态悬停能力、可拆分重组等优势,可进一步降低运输成本,其省时省力便捷组合的特点,能较好的提升无人机检修应用性能,前景广阔。