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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

通过利用已有的相关技术，初步研究和设计四旋翼飞行器控制系统。四旋翼飞行器属于旋翼式小型无人飞行器的一种，与传统的无人飞行器相比，四旋翼飞行器机动灵活性强，承载力高，适合于理想稳态和准稳态飞行条件下的全方位垂直起降，在军事和民用领域均有广阔的发展前景。

四旋翼飞行器属于旋翼机的一种，相比于其他种类的飞行器，四旋翼飞行器采用四个独立电机驱动，螺旋桨数目多，能产生更大的升力，且其机架倾角固定，在飞行过程中不需要通过调节倾角来改变飞行速度及姿态，简化了飞行器的结构，减少了自身重量。飞行器四个旋翼产生的推力能更好的实现飞行器的静态盘旋，可以在悬空静止的状态下瞬时改变其姿态，有高度的机动性和有效承载力。

近几年来，随着计算机、高密度电源、集成微型驱动和微电子机械传感器的发展以及与之相关的此类系统成本的下降，四旋翼飞行器的小型化和商业化逐渐成为发展的重要趋势，其潜藏的巨大商业潜能也日益凸显。在这样的背景下，如何能够解决四旋翼飞行器在控制过程中的诸多难题，为其军用和民用市场的应用开辟道路，成为关注的热点，这也是四旋翼飞行器的研究意义所在。

2. 研究的基本内容

实现四旋翼飞行器完整控制系统的设计，包括实验用飞行器模型硬件部分及软件部分设计，系统的动力学建模，基于动力学模型的控制器设计及仿真，最终还要完成装置的调试和飞行实验。具体研究内容分为以下几个部分：

(1) 系统硬件设计。通过分析四旋翼飞行器的飞行原理，确定结构模块化的硬件设计思路，分别进行系统控制模块、驱动模块、检测模块和执行模块硬件原理的分析和实物电路的设计。

(2) 结合四旋翼飞行器的硬件结构，进行软件编程部分的工作。按照四旋翼飞行器的飞行原理和控制特性进行系统飞行控制主程序的设计，并针对无位置传感器无刷直流电机的调速特性设计电机驱动控制程序。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1 实施方案

利用目前已有的相关技术，结合四旋翼飞行器的飞行原理和结构特

点，进行四旋翼飞行器实物模型的建立和对模型系统的飞行控制。

4. 参考文献

【1】 杨 明 志 , 王 敏 . 四 旋 翼 微 型 飞 行 器 控 制 系 统 设 计 . 计 算 机 测 量 与 控 制 .

【2】 符冰, 方宗德, 侯宇. 一种新型微旋翼飞行器的设计与控制. 航空制造技术.

2006, (5): 91~92