题目：基于可控度的多旋翼飞行器的优化分析与验证

多旋翼飞行器作为一种可垂直起降的飞行器一直是飞行器研究领域的一个热点。尤其是近年来随着控制技术的发展，高性能直流无刷电机以及大容量电池的出现，微机电系统（MEMS）的应用，使得多旋翼飞行器在小型无人机领域取得了长足的发展。目前多旋翼飞行器具有各种不同的结构布局形式，研究何种结构布局的多旋翼飞行器更为优异是一个非常有意义的问题。为了研究这个问题，本文将可控度引入到对多旋翼飞行器的分析中。

可控性是控制理论中的一个重要的概念，它表示了一个系统是否能控制的特性，是一个二值概念。而可控度的概念是对可控性概念的推广，将可控性的二值概念拓展到一个连续的标量概念。系统的可控度在某种程度上反映了系统控制的难易程度。可控度目前没有一个统一的定义，学者们从不同的角度提出了不同的定义。

本文主要开展了以下几个方面的研究：

首先，将已有的可控度概念进行了一定的改进将原定义的控制输入约束由[-1,1]的对称区间拓展到[a,b]非对称区间，并给出了基于系统离散化的可控度计算方法。

其次，分别对不同结构布局的多旋翼飞行器进行了可控度的分析。并且分析了多旋翼飞行器在旋翼电机发生故障时的可控度。为分析多旋翼飞行器的优劣提供了重要依据。

最后，搭建了多旋翼飞行器仿真平台并进行了实物实验验证了分析方法的有效性。