四旋翼无人直升机飞行控制系统设计(4)
目前，对于四旋翼飞行器的定位导航都主要是针对室外进行的，而对于室内定位导航的
研究则刚刚开始，另外目前还存在定位、导航与通信方面的问题。虽然近年来国内外四旋翼
无人飞行器在基于 GPS 定位自主飞行方面已经取得了不错的成绩，但在近地面环境中，GPS
却常常不能正常工作，另外在基于视觉、基于激光测距仪的定位导航方面还存在诸多困难。
1.5 本文的主要工作和内容安排
本文对四旋翼飞行器的研究包括以下几个部分：
飞行器动力学建模：参考相关文献资料，以 EPFL的 OS4 飞行器为原型，进行数学建
模。
根据数学模型利用Simulink 中模块进行仿真系统设计，并进行飞行控制算法研究。
本文对在Simulink中搭建好的系统模型， 研究经典 PD控制和测速反馈控制对飞行器
的控制效果，最终完成四旋翼飞行器系统控制器的设计及仿真实验。
内容安排：
第一章为绪论，主要介绍了旋翼类无人飞行器。
第二章是数学建模，先根据四旋翼飞行器的实际情况进行有效建模，其次介绍了四旋翼
建模中所用到的坐标系及其转换关系，并介绍了其所用到的主要运动参数，最后对系统的动
力学方程利用牛顿-欧拉方程进行数学建模。
第三章是控制的系统设计，对非线性系统模型进行线性化，用经典控制理论采取比例-
微分控制和测速反馈控制两种控制方法， 对姿态回路和位置回路做闭环控制，并借助 Simulink
进行仿真，内外控制回路的控制参数，验证控制方法的合理有效性，分析其性能，并参考资
料对比分析两种控制方法，最后根据构建的系统，分析其航迹指令跟踪特性。
第四章是总结与展望
1.6 本章小结
本章主要介绍了四旋翼无人飞行器的研究现状、背景意义、当前研究中的主要问题及其
难点，并对本文主要工作内容做了简要介绍。
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