多旋翼无人机载荷投递是农业植物保护、森林灭火救援等喷洒作业的常用技术。目前,多旋翼无人机植保作业存在的瓶颈问题:建立雾滴沉积模型与漂移模型,多旋翼无人机系统参数、对植保作业参数的多变性认识严重不足,因而建模的假设条件过多,所得到的模型太过理想化、概念化、其结果不确定性较高,精度难以满足需求。为认知多旋翼无人机喷洒沉积模型和漂移模型的不确定性,实现精准喷洒的目标,本文以多旋翼植保无人机为研究对象,系统地分析复杂环境下的动态作业行为和实时机载测试方法,揭示了多旋翼植保无人机作业参数对雾滴沉积、漂移的影响规律;基于计算流体力学理论优化多旋翼植保无人机喷洒系统,设计开发机载变量喷洒控制器;采用高速摄像仪研究复杂环境下雾滴运动轨迹,建立雾滴沉积、漂移统计分析模型,提高农药有效利用率,奠定了精准农业航空的技术基础。以下为本文的主要研究内容:1.基于计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）理论仿真分析作业参数对雾滴沉积、漂移的影响规律。采用离散相模型模拟雾滴运动,通过控制环境风速、喷洒压力和喷洒高度描述雾滴漂移轨迹并求解雾滴沉积浓度,计算沉积浓度雾滴漂移轨迹。采用最小二乘法建立了不同作业参数的雾滴漂移统计模型,确定了漂移量与漂移距离的关系。仿真分析结果表明:环境风速Xw(m s-1)、喷洒压力Xp（MPa）、喷洒高度Xh（m）三个因素所建立的雾滴漂移模型的变量系数均为正,表明三个因素均与边缘漂移距离、中心漂移距离、重叠宽度呈正相关。2.设计开发了整合的机载传感器数据采集系统和PWM变量控制器,实现了环境信息参数在线实时采集及变量控制。采用雾滴沉积实验测试机载传感器数据采集系统和PWM变量控制器有效性,并优化系统作业参数。实验结果表明:XR8001和XR8002喷嘴的最佳喷洒作业压力为300KPa,XR8002喷嘴具有较高的雾滴沉积密度和沉积量。沉积量不受飞行速度的显著影响,与喷嘴压力呈现负相关。3.采用CFD方法仿真分析了多旋翼无人机翼尖流场下洗气流对雾滴沉积、漂移的影响机理,通过田间实验获得了俯仰角和电机转速的工作参数,根据雾滴漂移率分析了风速、飞行倾角两变量对雾滴漂移结果的影响,提出了喷嘴前移和倾角补偿两种减少雾滴漂移的方法。实验结果表明:作业过程中的飞行倾角对雾滴漂移有着显著的影响且可通过喷嘴前移的方法降低雾滴的漂移率。4.使用高速摄像系统完成了三维空间雾滴沉积、漂移分布测试实验,研究了复杂环境下雾滴运动轨迹,建立了雾滴沉积、漂移统计分析模型。实地实验结果表明雾滴漂移受飞行速度、飞行俯仰角、飞行高度的影响。粒子捕捉的结果表明雾滴下落并不规律,而是实时处于震荡状态。