四旋翼无人直升机飞行控制技术综述

甄红涛，齐晓慧，夏明旗，赵红瑞

(1.军械工程学院光学与电子工程系，河北石家庄 050003;2.总装备部驻447厂军事代表室，内蒙古包头 014033;3.内蒙古北方重工业集团有限公司办公室，内蒙古包头 014033)

引言

四旋翼飞行器是一种能够垂直起降(VTOL)、自主悬停、非共轴式多旋翼碟形飞行器，目前世界上存在的四旋翼飞行器基本上都属于微小型无人飞行器，又称为四旋翼无人直升机。

虽然早在1907年，Breguet兄弟就第一次实现了四旋翼直升机的升空［1］，但此后很长一段时间四旋翼无人机并没有取得很大的进展。近十几年来，随着新型材料、微机电、微惯导及控制技术的发展，四旋翼无人机又引起了人们极大的兴趣。目前，自主飞行控制技术是四旋翼无人直升机的研究热点，但大多处于实验阶段，未见有实际应用的自主飞行四旋翼的报道。应用比较成熟的大多是遥控航模四旋翼飞行器，如Draganflyer系列、Xaircraft系列等。

本文在分析四旋翼直升机飞行控制系统的特点和要求的基础上，综述了国内外现有飞行控制方法的应用现状，最后指出了四旋翼飞行控制技术发展急需解决的若干问题，并对四旋翼无人直升机的发展趋势做了展望。

1 四旋翼直升机的结构

四旋翼直升机的四个旋翼呈十字交叉结构，四个旋翼由四个电机控制，分别位于十字支架的四个顶端，如图1(a)所示为Xaircraft 650飞机实物图。四旋翼直升机的前端旋翼1和后端旋翼3沿逆时针方向旋转，左端旋翼2和右端旋翼4沿顺时针方向旋转，以平衡旋翼旋转时产生的反扭力矩，如图1(b)所示。……