高超声速飞行器的飞行环境变化范围大，传统的飞行器机翼难以满足要求，而以自适应智能结构为基础的变体机翼是解决这个问题的行之有效的方式。变体机翼能够利用新型智能材料或其他驱动器，根据飞行环境和飞行任务的变化，相应地改变外形，始终保持最优飞行状态。变体机翼的方式有很多，与其它方式相比，改变翼型的相对厚度具有容易实现、便于控制的优点，因此成为机翼变形的最佳选择之一。本文对一种可变厚度变体机翼结构进行了理论分析与实验研究。首先，介绍了变厚度机翼的变形原理，利用ANSYS软件建立了变体机翼的有限元分析模型，得到不同驱动位移下的翼型，并将其导入XFOIL软件，搜索某气流条件下的最优翼型，通过与原翼型进行对比，验证了该原理的可行性。然后，对变体机翼承载结构进行了设计，在CATIA软件中建立了三维模型，并通过数控加工成实体模型。另外，设计了基于PXI的变体机翼测控系统，采用分段控制与PID控制算法结合的控制策略对变体机翼结构进行控制。最后，进行了变体机翼结构控制实验，结果表明机翼可实现一定的厚度变化，并且具有较高的控制精度。