● 摘要
微型旋翼无人机能够垂直起降、悬停凝视，在机动性、隐蔽性和飞行性能上都具有十分鲜明的特点，可广泛应用于军事领域的侦查监视、情报获取、跟踪搜索等作战任务，也可用于民事领域的空中航拍、通信中继、紧急救援、环境监测等。微型旋翼无人机以其体积小、成本低、用途广等优点成为当前无人机开发研究和飞行试验领域的重要热点。
本文针对导航技术实验室自主研发设计的一款微型旋翼无人机的结构特性和飞行性能特点，分析其振动来源和特性，研究多层次混合消振控制系统，采用硬件设计和控制方法相结合的方式改善微型旋翼无人机的飞行性能。
首先，设计微型旋翼无人机自主导航控制硬件系统取代原来地面控制系统，摆脱有线连接的束缚，变成无线信号传输的控制方式。对微型旋翼无人机进行结构改进以增加其负载能力，利用减振垫对IMU进行消振。对自主导航控制硬件系统进行调试，为实现混合消振控制算法的应用打下基础。
其次，分析微型旋翼无人机水平前飞状态下受力情况，建立数学模型得到其动力学方程，选择ADRC控制方法进行振动控制并进行仿真。
最后，对微型旋翼无人机在飞行过程中的振动情况进行分析，阐述多层次消振体系结构。对微型旋翼无人机从悬停到前飞转换过程中存在的切换行为进行分析，基于切换理论建立了微型旋翼无人机混合消振控制系统。