高价值无人机在军事领域的广泛应用使其不可避免地成为敌方的重点打击目标。在电磁干扰和火力打击等严苛的作战环境下,无人机部件的可靠性和整机生存能力成为其完成作战任务的重要保障。为提高高价值无人机发生故障及气动毁伤后的生存能力,本文主要从两个方面开展研究工作:当传感器、舵机等发生故障或损毁时,通过部件的余度容错设计保障飞行任务可靠性;当无人机发生气动毁伤后,其飞行状态会在短时间内大幅偏离,采用容错控制重构手段使其在当前条件下尽可能恢复飞行状态。具体研究内容包括:（1）传感器余度容错系统设计。针对无人机单余度传感器故障容忍能力差的问题,提出一套四余度传感器余度容错系统架构与管理流程,使无人机能够在故障或毁伤条件下保留信息感知能力。针对多余度系统算法复杂的问题,设计一套逻辑清晰且容错性高的余度管理算法,提高了系统可靠性与稳定性。通过构建余度管理算法中监控器、表决器、故障恢复等模块,能够有效识别并隔离断路、脉冲、饱和输出等多种故障信号,并能对瞬时故障进行恢复,避免了“虚警”造成的系统资源浪费。在Simulink环境下完成了上述余度管理系统搭建,并对其可靠性进行了仿真验证。所设计余度管理系统同时也适用于执行机构的控制律表决判断。（2）气动毁伤无人机动力学分析。针对发生气动毁伤后无人机模型参数变化的问题,进行了气动毁伤无人机动力学分析。无人机发生气动毁伤后会导致其质心、转动惯量等动力学参数发生改变,传统无人机动力学模型无法满足研究需要。本文在建立毁伤前无人机动力学模型的基础上,以毁伤前无人机质心作为参考点,考虑质心偏移等气动毁伤带来的参数变化,推导并建立了气动毁伤无人机六自由度动力学模型,其中,质心及转动惯量引起的动力学参数变化通过CATIA软件计算获得;气动毁伤造成的气动参数变化通过FLUENT软件仿真计算获得;最后对毁伤前后动力学特性进行了分析。（3）气动毁伤无人机控制系统重构设计。针对发生气动毁伤后无人机无法维持正常飞行的问题,结合PD控制和L1控制,完成了无人机容错控制系统设计,并开展了线性模型仿真及在不同毁伤情况下的六自由度非线性模型仿真。结果表明在一定毁伤程度内,基于L1控制方法的飞行控制系统重构方案能够适应毁伤带来的模型参数变化,有效抑制无人机飞行状态恶化,相比PD控制方法,更大程度上解决了无人机机翼毁伤后的稳定飞行问题,提高了无人机的可靠性与生存能力。