● 摘要
小型无人旋翼机可实现自主起降、定点悬停、低速巡航，在军事、民用方面具有广阔的应用前景。本文针对小型无人旋翼机复杂环境下高精度控制的需求，开展了小型无人旋翼机系统模型参数辨识、高精度姿态控制与多机协同编队控制方法的研究，并设计了一套机载微小型导航制导控制系统来验证控制方法的有效性。论文的主要研究工作及创新如下：
1、针对小型无人旋翼机动力学模型中存在多参数的特性，提出了一种基于自适应蚁群算法的系统辨识方法，基于预处理后的飞行数据，在大范围内搜索最优未知参数，以飞行性能为评估标准来构建小型无人旋翼机动力学模型，并进行飞行实验验证模型的有效性。
2、针对小型无人旋翼机在飞行过程中存在多源干扰，提出了一种无样本训练的自适应神经网络复合控制方法，对多源干扰进行有效地估计和抑制，提高系统的姿态控制精度。
3、在保证单架小型无人旋翼机姿态控制稳定的情况下，提出了一种基于势能域的多机编队控制方法，通过构建避障和机间冲突消除策略，提高了小型无人旋翼机在变换编队构型和避障过程中的安全性，从而稳定地完成编队组建、队形保持、避障和机间冲突消除等编队任务。
4、针对机载微小型导航制导控制系统高精度、小体积、低成本的实际需求，集成惯性导航单元、动压、静压、GPS、温度、湿度等十一个传感器，实现小型无人旋翼机高精度姿态与协同编队控制。