近年来,无人机以其轻巧、灵便、成本低、安全可靠等性能和特点在军事领域得到了广泛的应用。其中,涵道风扇式无人飞行器更具垂直起降,结构紧凑,机动灵活和使用安全等优点,这使得它能够胜任一些特殊任务,引起各国的广泛关注。本文结合国内外这种飞行器的发展现状,就其动力学建模和控制问题进行了研究,论文的主要工作如下:首先,根据空气动力学和刚体动力学的知识,建立了涵道式无人机的刚体动力学模型。然后,针对飞行器的强耦合性,采用状态反馈方法对无人机模型进行解耦,并对解耦后各个通道进行仿真控制。但是PID控制是建立在线性化模型的基础上的,依赖于系统模型精确性,其对无人机飞行过程中的有各种不确定因素适应性不好。考虑到无人机系统的鲁棒性和参数不确定性,本文采用线性矩阵不等式方法研究了H 2H∞控制在飞行系统中的应用,分析了飞行控制系统在同时具有外界干扰和模型不确定性时的状态反馈控制控制器的设计问题,设计了H 2H∞鲁棒控制器。仿真结果表明,鲁棒控制对无人飞行器的控制效果更为优秀,更能适应系统的参数不确定性,提高系统的鲁棒性能。最后,从工程实际角度出发构建了无人机控制实验平台,介绍了无人机控制系统模块STA(station)的特点和应用,并在其基础上设计控制回路对无人机姿态进行控制。实验结果显示,飞行器能够稳定飞行,螺旋桨桨速和各个姿态角都得到很好的控制效果。