涵道风扇飞行器（DFUAV）是一种新型的尾座式垂直起降无人机,独特的气动布局使其综合了旋翼类及固定翼类无人机的特点,兼具悬停及高速巡航飞行两种飞行模态。DFUAV可通过不断倾转姿态由悬停飞行过渡至大倾角高速水平飞行状态,以此拥有类固定翼的高速高效飞行作业特性。而在其由高速巡航飞行状态减速至悬停飞行的逆过渡飞行过程中,空气扰流的剧烈变化以及执行器饱和限幅等因素更容易使得飞行过程不稳定,故相应地也对控制器的稳定性及鲁棒性能具有更高的要求。因此,本文着重研究涵道风扇飞行器逆过渡飞行过程中的飞行控制问题。本文首先对DFUAV进行运动学与动力学建模,随后对其悬停及前飞状态下所受作用力及作用力矩进行定量分析,并在此基础上重点讨论针对其逆过渡飞行过程的控制器设计方法。涵道风扇飞行器的飞行控制器采用内外环分离设计的思想,其中:内环控制器为姿态环控制器,根据期望姿态四元数及相关状态反馈解算出姿态跟踪所需三轴驱动力矩。提出一种基于参考模型的姿态环自适应控制方法,考虑系统建模时存在的参数不确定性及飞行过程中气流产生的不可测外扰并进行控制量补偿,以减小姿态跟踪误差。自适应参数调整使得飞行器能够满足不同飞行模态下的姿态跟踪动态性能需求,引入伪限幅控制量补偿以降低执行器限幅带来的控制输入饱和非线性对参数自适应估计性能产生的影响。外环控制器也称位置环控制器,用于解算轨迹跟踪所需的飞行器期望拉力及期望姿态四元数,并作为内环控制器的参考给定输入。为使逆过渡飞行过程更加快速且平稳,首先提出一种参考轨迹设计方法,以满足减速过程中使速度及加速度渐变的需求。将模型预测控制方法应用于飞行器外环系统中,将位置跟踪误差作为控制性能优化指标,并考虑由涵道风扇拉力提供的加速度及加速度增量的限幅约束,实时求解有限时域内的开环优化问题。为减小数值优化问题计算规模,将外环系统简化为二阶线性系统模型,以此带来的不确定性通过预测模型的自适应估计参数进行补偿。最后通过理论分析过程分别证明以上内外环控制方法的稳定性,仿真及飞行试验进一步验证了所提控制策略的有效性及鲁棒性。