● 摘要
复合式短距垂直起降无人机具有广泛的军事和民用价值，而自转旋翼与固定翼复合布局的短距起降无人机不但结构简单而且具有优良的综合性能。而优良的性能的发挥需要飞行控制系统的支持，因此本文对小型复合式短距起降无人机的飞行控制技术进行研究。
（1）建立此小型复合式短距起降无人机的非线性建模，分析无人机各气动部件的受力情况，建立无人机的全量非线性数学模型，并通过实验的方式测量关键的模型参数，对模型进行配平和线性化并分析无人机的特性。
（2）将此无人机的非线性模型分为纵向和横侧向两组方程，并分别对纵向和横侧向模型进行了小扰动线性化和线性化有效性验证。根据线性化的模型分别设计俯仰角控制器、飞行速度控制器、高度跟踪控制器、滚转角控制器、航向角保持控制器和运用偏离预定航迹的侧偏距离和侧偏速度来修正航迹侧偏的协调转弯控制器。
（3）分析此小型复合式短距起降无人机在整个飞行剖面内的控制策略，根据此无人机的特点设计自动起飞控制器和自主着陆控制器，并对此小型复合式短距起降无人机的全飞行剖面进行了非线性全量模型的仿真分析。
（4）搭建了完整的飞行控制软硬件系统，选择相应的传感器设备和数据链路，利用模块化的思想设计了飞行控制系统的软件结构，完成程序的编写。进行了多次的飞行试验，完成了滑跑段的航向控制调参。在实际的飞行过程中调节了俯仰角控制器和滚转角控制器的参数，实现了俯仰角和滚转角较好的跟踪响应。在俯仰角和滚转角控制器的基础上实现了人工辅助下的自动起飞和自主着陆。
本文系统的研究了小型复合式短距起降无人机的飞行控制技术，利用matlab进行了仿真验证，并在实际飞行中验证了控制系统的有效性。