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四旋翼无人机是一种具有4个螺旋桨的飞行器。与有人驾驶飞机相比,四旋翼飞行器具有体积小,成本低,对环境要求低,战场生存能力强等优点,在世界范围内得到广泛应用。无人机的极大魅力与发展前景一直吸引着人们的各种研究。近数十年,四旋翼的发展突飞猛进,不论是在国内外的各大企业还是学术界的各个高校都在此领域投入了很大的精力,促进了四旋翼无人机的发展。由于四旋翼飞行器是具有强耦合的非线性多变量系统,四旋翼无人机的控制也存在着一些挑战。因此,四旋翼无人机是测试控制器设计的理想平台。许多控制方法已应用于四旋翼飞行器。PID是最常用的方法之一。但使用传统PID控制器很难实现期望的性能。所以本文提出了 PD-LADRC的双回路控制系统来改善系统的跟踪性能和抗干扰性能。首先,本文分析了四旋翼的结构和飞行原理,然后在空气动力学的基础上表示出四旋翼无人机的状态变量。由于四旋翼的无人机的高精度要求,对四旋翼的姿态角进行了解析,并利用牛顿-欧拉方程建立了四旋翼无人机的动态模型。然后研究了线性自抗扰控制器(LADRC),它具有不依赖于系统模型、结构简单和抗干扰能力强的特性。并基于PID控制器提出了 LADRC参数整定,通过两个程序仿真验证。针对四旋翼无人机飞行系统的非线性,欠驱动,强耦合,不确定性等特点,本文设计了双回路控制系统,并给出整定后的PID参数,然后将PID参数转化为LADRC参数,并进行这两种方法的仿真对比。最 后为了验证本文提到的控制方法的有效性,以四旋翼无人机crazyfile2.0为模型,测出参数并建立动态模型。对此无人机设计了双回路PD-LADRC的控制系统,内环姿态角采用的是LADRC控制器,外环位置的控制采用了 PD控制器。本文给控制目标加入了风的干扰,仿真结果表明本文提到的控制方法不仅可以很好的估计出系统的内外扰动并进行补偿,而且具有极强的抗干扰性,满足了四旋翼无人机的控制要求。