新构型倾转旋翼飞行器是目前研究的热点,而非线性飞行动力学建模技术和飞行控制律设计则是无人倾转旋翼构型飞行器的关键技术。本文以无人共轴倾转旋翼构型飞行器为研究对象,在简化旋翼与机身之间干扰的情况下,基于机理建模方法建立了飞行器非线性飞行动力学模型,通过对非线性模型进行定常飞行配平计算,得到了飞行器在直升机模式、倾转过渡模式以及飞机模式下状态量和操纵量的变化过程,并确定了合理的过渡转换路径。根据飞行器在不同飞行模式下的线性化模型和操纵响应分析的结果,得到了飞行器纵横向模态稳定性的变化特点以及操纵耦合特性,进而确定了飞行器在不同飞行模式下的操纵分配策略。在飞行控制律设计过程中,结合成熟PID控制方法和动态逆控制方法的优点,设计了飞行器时变非线性控制律,通过选定合理的控制器切换策略,实现了共轴倾转旋翼飞行器全模式的平稳飞行转换。最后通过伪逆重构控制方法对飞行器线性模型进行了故障情况下的控制律重构验证,同时针对非线性模型纵横向通道进行了具体故障重构仿真研究,仿真结果表明所建立的飞行控制系统故障情况下进行控制重构是可行的,具有工程价值。