1、近年來(lái)，隨著慣性測(cè)量單元的微型化以及芯片計(jì)算能力的提高，小型無(wú)人直升機(jī)成為全球各大高校和學(xué)者研究的熱點(diǎn)。它不但具有固定翼無(wú)人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，還具有垂直起降、固定位懸停、側(cè)向飛行以及原地轉(zhuǎn)向等優(yōu)點(diǎn)，不論在軍事上還是民用上都有著不可替代的作用。而控制系統(tǒng)則是無(wú)人直升機(jī)完成各項(xiàng)任務(wù)的核心，因此本課題針對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行理論研究，內(nèi)容主要分為主控模塊硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)以及控制算法這三大部分。
　　本研究在控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面，選用具有高速時(shí)鐘和豐富

2、外圍接口的DSP TMS320F2812作為核心處理器;然后結(jié)合姿態(tài)測(cè)量?jī)x、超聲波傳感器、GPS模塊、無(wú)線通信模塊以及舵機(jī)模塊構(gòu)成小型無(wú)人直升機(jī)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并闡述各硬件模塊的工作原理和通信方式;最后用Altium Designer軟件進(jìn)行F2812的電路設(shè)計(jì)并搭建該硬件平臺(tái)。在控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方面，以硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)，利用CCS6.0完成相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。為了保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，設(shè)計(jì)采用中斷的方式接收傳感器及GPS采集的數(shù)據(jù)，并通過PWM

3、接口輸出信號(hào)，控制舵機(jī)舵面的偏轉(zhuǎn)。在控制算法設(shè)計(jì)方面，為了保證控制系統(tǒng)高精度的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了一種基于Quasi-Min-Max的模型預(yù)測(cè)控制(MPC)器，并詳細(xì)介紹了該控制器的基本結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原理和控制規(guī)則等，然后通過求解LMI凸優(yōu)化獲得該控制器，最后代入小型無(wú)人直升機(jī)LPV模型，仿真結(jié)果表明，該控制算法可以很好的控制直升機(jī)的姿態(tài)，滿足系統(tǒng)要求。研究表明，本課題所設(shè)計(jì)的方案能夠完成基本的功能需求，而且具有一定的實(shí)用性，為后續(xù)的無(wú)人直升機(jī)