无人倾转旋翼机是一类由具备短距离或者垂直起飞与降落能力的倾转旋翼机无人化后的飞行器。它能最大程度上降低对起降场地的要求,同时在旋翼短舱倾转朝前时还可达到固定翼飞行器的飞行速度,增大无人倾转旋翼机的作战半径与任务载荷,加强其在复杂战场的生存能力。本文设计完成一架小型旋翼横列式分布的无人倾转旋翼机,并探索无人倾转旋翼机的模型构建方法,包括它的动力学模型和运动学模型。动力学模型考虑了倾转模式时旋翼下洗气流对后主机翼的作用,并使用经验公式对其进行描述。针对无人倾转旋翼机旋翼模式与倾转模式外部扰动下的姿态控制问题,研究了一种滑模控制器。具体研究内容如下:本文设计完成一款小型无人倾转旋翼机。首先确定使用横列式旋翼及串置式机翼的结构布局;其次搭建了虚拟设计环境,确定及选取包括飞行控制器、伺服舵机、电池、电调、无线数据电台、视频采集卡和视频收发模块等航空电子器件;接着设计完成主机翼安装位、倾转轴机械结构及旋翼短舱等零部件。此外,还进行初步地面测试,校验其飞行性能。针对无人倾转旋翼零部件气动耦合问题,建立起其运动学模型和动力学模型。动力学模型中考虑旋翼气流对主机翼的干扰,并使用GTRS方法及相应的经验公式进行表述。其中使用直接测量法、地面实验、基于风洞数据估计和飞行实验等多种方法取得模型参数。针对无人倾转旋翼机旋翼模式与倾转模式在外部扰动下的姿态控制问题,研究自适应快速非奇异终端滑模控制器,用于姿态控制。仿真及实际飞行实验结果表明,该控制器在外部干扰下无控制偏差、系统响应速度快与控制超调量小,同时也证明该控制器在无人倾转旋翼机姿态控制的可行性。