1. 研究目的与意义及国内外研究现状

无人驾驶飞机简称无人机（uav）,最先诞生于第一次世界大战期间，由英国科学家最先研制出。无人机最先被用作靶机，后被加上炸弹和相机等设备，被用作轰炸机和侦察机。,

无人驾驶飞机可分为固定翼无人机和多旋翼无人机，四旋翼无人机是以四个旋翼作为动力驱动，能够垂直起降的无人飞行器。与传统固定翼飞行器相比，多旋翼无人机有点显著：能够随意悬停、旋转，可自由飞行，可垂直起降，受到环境的限制较小，结构相对简单。这些优点决定了其拥有更广的发展前景。但其缺点也很明显：耗能高、飞行时间与距离短、自身稳定性低、难于实现自动控制。

随着现代科学技术的发展，无人机功能逐渐，结构也越变越复杂，传统的控制方法已经实现不了现代飞行器发展的目标和需要，因此需要研究和发展新的控制方法和理论，来突破传统控制理论的局限性，这对多旋翼无人机控制器的发展提出了一定要求。

2. 研究的基本内容

本课题主要研究基于滑模变结构的飞行控制器姿态控制设计，考虑到飞行过程中会受到干扰和传感器漂移，因此在设计时需考虑抗干扰性和鲁棒性。其研究内容如下：

1.查阅资料，了解四旋翼无人机的应用领域和国内外研究现状以及目前主要的无人机飞行控制技术；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

本课题所设计的控制器主要实现四旋翼无人机的姿态控制。在建立数学模型和以获得良好的跟踪性以及抗干扰性，鲁棒性。

具体实行方案如下：首先根据飞行器的飞行原理，利用相应的数学理论建立数学模型，再根据卡尔曼滤波器估测出飞行器的姿态角。由于实际飞行和实验中会遇到各种干扰和误差，需要建立模型参考滑模控制的方法设计控制器。最后通过实验验证系统的性能。

4. 参考文献

1. 王树刚，四旋翼直升机控制问题研究.【硕士学位论文』.哈尔滨工业大学2015.6
2. 胡勇，信息融合技术在无人机中的应用研究.[硕士学位论文].南京航空航天大学2013.1
3. 聂博文，微小型无人直升机建模及控制方法研究.[硕士学位论文』.国防科学技术大学2010.11
4. 朱晓娟，飞行控制系统多传感器信息融合技术研究[硕士学位论文].南京航空航天大学2014.1
5. 陈欣，杨一栋，张民.一种无人机姿态智能pid控制研究．南京航空航天大学学报， 2012/06:611-615
6. 周　权，黄向华，朱理化.四旋翼微型飞行平台姿态稳定控制试验研究.传感器与微系 统，2013／05：72-74．
7. 郑伟光，柏逢明，杨阳．四旋翼无人机飞行姿态控制系统研究．2010／5．
8. tayebi, a.mcgilvray s.attitude stabilization of a four-rotor aerial robot. in: 43rd ieee conference on decision and control(cdc),2,2013．

9. 岳基隆，张庆杰，朱华勇．微小型四旋翼无人机研究进展及关键技术浅析[j]．电光与控制，2012，17（10）：46-52．

10. 张炎华，王立端，战兴群，等．惯性导航技术的新进展及发展趋势[j]．中国造船,2013,49(183):134-144.

11. manouchehr e. motamedi. 微光机电系统[m].北京:国防工业出版社,2014．

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