题目：小型无人机飞行控制律设计与仿真

近年来的几次军事冲突中，成功应用的小型无人机成为轻武器装备的又一亮点，受到各国军事家的普遍关注。本文以某小型无人机为研究背景，就小型无人机控制律设计与仿真展开研究工作。本文首先建立了研究对象的数字模型，将飞机的运动模型抽象为6自由度12阶刚体运动方程，并讨论了MATLAB/SIMULINK环境中飞机全量方程的建立方法以及方程线性化、配平等处理方法。根据不同的飞行控制目的，按纵向及横侧向各个飞行控制模态讨论飞行控制律的设计方法，并在MATLAB/SIMULINK环境中利用所建立的非线性模型对控制律参数进行了初步验证。为了对飞行控制管理系统功能进行全面的验证，根据实际仿真需求，本文分别针对样例无人机全数字仿真和半实物仿真设计控制系统仿真结构。以往的飞行器仿真设计中，代码与数据的紧耦合为工程应用带来不便。通用的飞行器仿真独立于特定的机型，将仿真的应用层次推向了新的高度，也是一直以来待以解决的问题。本文设计并实现了通用飞行器仿真模型，其中着重设计并实现了通用气动力和力矩系数算法。本文讨论实现了伺服系统及机载传感器仿真模型，并针对串行通信和网络通信两种接口方式设计实现了半实物仿真系统中的仿真接口。最终完成了系统仿真试验，验证了控制律的设计、系统仿真结构的设计以及各环节的实现。