全文总字数：3201字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

由于四旋翼无人机存在自身摄动和外界的不确定扰动，因此设计主动抗干扰控制器，来实现对四旋翼无人机的稳定控制。随着科学技术的进步，无人机凭借其越来越低的造价成本及卓越的飞行性能，其应用领域逐步从军事领域过渡到了民用领域。在军事领域，多旋翼无人机可以用于敌情侦察、通信中继、反恐训练等方面，甚至可以携带小型武器执行敌后攻击任务。在民用领域，多旋翼无人机主要可以用来执行航拍任务，推广至农林业植保、电力巡检、货物递送、地质勘探、环境监测、及森林防火救火等越来越多的民用领域。

本文的研究重点是主动抗干扰控制器的设计，由于四旋翼无人机在飞行过程中, 升力系数和阻力系数会随着飞行环境发生大范围的变化, 且无人机的转动惯量无法精确测量, 这些都使得四旋翼无人机模型含有非定常的不确定参数。本文将四旋翼无人机模型中的不确定参数看成区间变量, 采用区间矩阵描述无人机控制系统, 提出了基于区间矩阵的状态反馈鲁棒控制方法实现其轨迹跟踪。

考虑到飞行环境变化引起的升力系数、阻力系数的不确定性和转动惯量的不确定性, 引入区间矩阵描述内外环系统。然后, 对内外环控制系统设计鲁棒h∞反馈控制器抑制有界外部扰动。

2. 研究的基本内容

第一部分，介绍四旋翼无人机轨迹跟踪控制器课题的研究背景及目的和意义，综述当前四旋翼控制器研究状况及主要研究成果，进行分析、归纳和总结，并简要介绍了本文研究的主要内容。

第二部分，介绍四旋翼无人机的数学模型，主要包括四旋翼无人机飞行机理介绍、四旋翼无人机动力学建模。当建立起系统的数学模型后，根据建模结果推导出系统状态方程。

第三部分，在不考虑四旋翼无人机的自身摄动和外界不确定扰动的情况下，设计四旋翼无人飞行控制器，并进行仿真验证。

第四部分，考虑自身摄动但不考虑外界不确定扰动的情况下，设计控制器，进行仿真验证。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

18.3.10-18.3.30，查阅资料，对整个系统有一个完善的认知，同时设计整体方案，并开始研究四旋翼无人机控制策略，完成开题报告。

18.4.1-18.4.10，查阅相关文献资料，完成外文翻译。

18.4.11-18.4.20，学习建立数学模型与系统误差动态模型，进行系统设计，并在matlab上搭建仿真。

4. 参考文献

[1] 黄依新.四旋翼飞行器姿态控制方法研究[d].成都:西南交通大学,2014:1-5.

[2] 胡琦逸.四旋翼飞行器的姿态估计与优化控制研究[d].杭州:杭州电子科技大学,2013:1-8.

[3] 王福超.四旋翼无人飞行器控制系统设计与实现[d].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2013:8-17.

[4] 孙妙平，刘静静，年晓红，王海波.基于区间矩阵的四旋翼无人机鲁棒跟踪控制[j].控制理论与应用，2017,34（2）:168-178.