仿生扑翼飞行器（Flapping Wing Aerial Vehicle,FWAV）,又称扑翼机,是一种可以像鸟类或者昆虫一样,通过翅膀的往复拍动来获得飞行所需的升力和推力的飞行器。与传统的固定翼和旋翼无人机相比,扑翼飞行器在执行飞行任务时产生的气动噪音更小,并且由于其仿生的外形使其具有更好的隐蔽性以及利用来向空气产生升力的方式使其具有更高的飞行效率。目前有关扑翼飞行器的应用主要在一些低空侦察、地形勘探、环境监测以及鸟类保护等特殊场景。首先,从自然界中鸟类的飞行机理和昆虫高升力机制分析出发,根据现有扑翼飞行器的机械结构,对比分析了不同的机翼扑动结构、不同的机翼形状等。最终确定了本文的设计方案:选择具有更好稳定性的双曲柄作为机翼驱动结构,选择在气动升力和推力综合表现更好的类似鸟类翅膀的半椭圆翼型,以及可以使扑翼飞行器具有更好机动性的平尾作为尾翼。其次,针对本文设计的仿生扑翼飞行器,在对其进行气动力分析时,基于传统的叶素理论分析机翼气动力大小,分别对其机翼和尾翼进行气动力分析,建立了整体动力学模型和姿态控制系统。通过MATLAB进行仿真分析,将影响机翼升力的因素细化,重点分析了每一种因素对气动力和气动力矩的具体影响。结果表明本文设计的扑翼飞行器方案是符合预期要求的,建立了扑翼飞行器姿态控制系统的数学模型,为之后进行样机飞行测试奠定基础。然后,设计了一种基于模糊自适应方法的扑翼飞行器控制器,由于扑翼飞行器在执行飞行任务时,常常受到环境中大量不确定干扰的影响。为了更好的解决这一问题,在此控制系统中,采用了不需要控制对象精确模型的模糊自适应控制方法,以实时逼近系统的各个不确定参数的方法来提高控制的精度,自适应控制可以有效的减小受到的外部干扰,在提高了控制精度的同时,相对减少了计算量。最后,利用设计的扑翼飞行器样机完成了预定飞行任务,在室外环境下,进行多项飞行测试,主要包括扑翼飞行器的爬升飞行、定高平飞和预定轨迹的绕圈飞行任务等。收集并处理飞行数据,与仿真结果对比发现:由于无法排除不定向来风的干扰,预定飞行轨迹和姿态控制等方面在控制响应速度方面有一定延迟,且存在一定的偏差,这是符合实验预期的。