● 摘要
本文以低空高速无人机为研究对象，借鉴美国AP50(Autopilot 50)自动驾驶仪，规划出了一套基于GPS/GLONASS导航的低空高速无人机自动驾驶仪硬件总体方案，设计了飞行控制方案和导航控制方案并进行了仿真，取得了不错的效果；本文研究的目的是为开发小型低空高速无人机做一些前期准备工作。首先，对美国AP50自动驾驶仪硬件进行了研究，了解了自动驾驶仪的组成和各部件之间协调工作的原理；其次，对美国AP50自动驾驶仪的控制方案进行了分析，通过大量的实验加强了对自动驾驶仪的认识并为以后设计自动驾驶仪积累了一定的经验；再次，通过大量的查阅资料，选出了我们要设计的低空高速无人机自动驾驶仪所用的元器件并规划出一套基于GPS/GLONASS导航的硬件总体方案；接着，设计了纵向控制方案和横侧向控制方案，对PID控制原理和调参方法进行了研究，采用基于相角裕度的PID整定法以某型固定翼无人机为对象对所设计的飞行控制方案进行了大量的仿真；最后，设计了平面导航控制方案、研制了动态GPS信号模拟器并设计了半实物仿真系统对平面导航控制方案进行了验证性仿真。仿真结果表明，所设计的控制方案是可行的。