● 摘要
进来发生的战争或者局部冲突中，无人机的出现越来越频繁，无人机可以有效地避免参战人员的伤亡，而人员伤亡所带来的损失以及不良影响是某些国家所非常不想见到的。可以预见，未来可以见到更多无人机出现在战场等地方。因此，对于无人机的研究和制造也就越来越重要了。本文研究的是一种十字型布局的四旋翼无人直升机，以其动力学方程为基础，完成了基于PID和ADRC的控制器设计及仿真研究，最后设计了一架小型的四旋翼无人直升机。
首先，在对四旋翼的受力情况分析的基础上，运用经典力学理论知识，完成了四旋翼线运动和角运动的推导过程，得到了其非线性的六自由度动力学方程。这一过程是基于一些合理的假设得到的，因为这些假设不失一般性，可知得到的四旋翼数学模型有一定的代表性，可为后面的工作提供参考。
其次，运用PID控制技术设计了四旋翼的飞行控制器。运用LPV系统对四旋翼的非线性数学模型进行了线性化，将其分成了四个独立的部分，为每个部分分别设计了PID控制器，分析了PID控制器的效果。
再次，介绍了自抗扰控制技术的基本原理，在合理简化四旋翼数学模型的基础上，设计了基于ADRC的四旋翼飞行控制器，分析了ADRC控制器的有效性和鲁棒性。
最后，介绍了四旋翼无人直升机平台的总体布局，对于主要部件，如：电机旋翼、电源、CPU和惯性单行元件等的选择进行了分析和阐述。对于飞行控制板的各个部分的原理和电路进行了分析和设计。