题目：低成本小型四旋翼无人机鲁棒控制算法研究

四旋翼无人直升机系统（Quadrotor Unmanned Helicopter System）具有可垂直起降，操作灵活等特点，具有广阔的应用前景，且吸引了大量研究机构进行理论和应用研究。由于四旋翼系统具有很强的系统非线性和耦合性，导致低成本四旋翼系统的控制问题成为本领域的研究难点。

本文研究了低成本四旋翼系统的结构和控制算法，并将部分成果应用到四旋翼无人机控制系统中，研究成果具有理论和实际应用价值。

论文的主要研究内容有以下3点。

（1）针对低成本四旋翼系统参数未知问题，设计了四旋翼的离线改进遗传算法参数辨识和在线最小二乘参数辨识两种参数辨识算法，利用可用的状态信息对四旋翼进行参数辨识。

（2）针对已辨识的四旋翼系统，基于分级控制理论，设计了四旋翼系统的鲁棒控制器，给出了系统稳定性的条件。针对位置系统存在侧风和不确定负载的影响，设计了线性鲁棒控制率；针对姿态系统存在误差的影响，设计了基于反馈线性化的非线性鲁棒控制率。

（3）针对低成本控制系统中GPS可能无法给出线速度的问题，设计了四旋翼系统线速度滑模观测器，并给出了系统观测器的稳定性证明。