无人机在进行大田或者中小田的丘陵山区作业时,能够有效提高作业效率。因作业的过程中,与作物距离较高,雾滴沉积的分布会受到速度和风速的影响,导致喷施作业的覆盖面不稳定。为确定无人机喷孔的最佳喷洒结构因素,对喷孔采用CFD仿真;为提高无人机在飞行控制上的稳定性,针对被控系统的复杂性和不确定性,提出变结构的控制方案,利用滑模变结构控制算法,对无人机飞行系统进行性能控制,实现稳定飞行;根据仿真,对试验台进行设计并搭建,用于室内以及室外的喷施试验;最后对无人机喷施下喷雾沉积的均匀性以及有效喷幅进行分析,判断影响参数的因素,构建有效喷幅以及参数方面的回归模型,满足在室内和室外试验对控制无人机的性能要求。主要研究如下:（1）根据无人机作业的农业要求,设计可以在室内和室外进行无人机喷施的试验台装置。试验台的移动是借助行驶电机来实现自由行驶的目的;升降试验台通过控制高度,对不同高度下进行研究试验。旋翼无人机喷施的试验台,可以实现在行驶的状态下进行收集雾滴。试验台可以进行1.0m-3.5m的升降调节,调速电机的可调速度范围为0m/s-2.5m/s;（2）对试验台上影响喷孔的各因素和无人机飞行控制分别进行仿真。在模拟仿真过程中,先在Design Modeler中对无人机模型构造简易仿真流体域,利用Meshing对流场的计算域进行网格的划分,采用FLUENT软件对肥液流动时喷孔的角度、直径、个数、风速对其的影响程度进行仿真分析;在无人机飞行控制上进行仿真,在驱动电机上加入滑模变结构算法,对无人机在位置与姿态上进行分析,控制无人机在飞行时出现的抖振;（3）进行室内试验。先研究试验台在升降高度、移动速度单因素下的试验,得到单因素的最优参数;再将两因素共同作用下,进行二因素四水平正交试验,利用Design-expert8.0.6软件,判断有效喷幅及沉积均匀性,最终得到最佳有效喷幅;（4）以试验台室内的研究数据为基础,对无人机的作业高度、行驶速度和外界风速的选取为试验因素。通过分析各个参数变化对无人机作业下的有效喷幅、沉积均匀性影响,确定各个因素间的交互,分析有效喷幅和沉积均匀性产生的影响,构建一个回归模型,判断有效喷幅与所有参数之间的影响关系,确定无人机室外相关的参数,得出的结果为:当在1.5m/s左右的外界风速,2.5m的高度,行驶速度为1.0m/s时,四旋翼无人机作业参数下的最佳有效喷幅为7.5m。综上,CFD仿真分析确定了喷孔的最佳位置因素,通过采用滑模变结构控制,能够使驱动电机有着良好的控制精准性,整体试验结果满足基本的要求,为农业的无人机水稻叶面肥喷施的研究提供了一定基础。