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无人直升机串级LADRC控制器设计及其视景仿真实现

1.引言

1.1背景介绍

无人直升机（UnmannedHelicopter）作为一种新型航空器，具

有无人操作、垂直起降、机动灵活等特点，在军事侦察、民用巡航、

紧急救援等领域有着广泛的应用前景。然而，在实际飞行过程中，直

升机受到风、气流等外部干扰，导致其姿态控制难度较大，因此需要

设计高效稳定的控制系统来保证飞行安全。

传统的直升机控制器设计多采用PID控制器，但其在应对非线性、

时变等复杂环境时效果欠佳。为了提高直升机的控制性能，近年来人

们逐渐关注了基于自抗扰控制（DisturbanceRejectionControl，DRC）

的控制方法，并提出了串级自抗扰控制（LADRC）方法。串级LADRC

结合了内外环控制，有效抑制了外界扰动对飞行器的影响，提高了系

统的稳定性和鲁棒性。

因此，本文将针对无人直升机设计串级LADRC控制器，并进行视

景仿真实现。通过分析控制器参数设计和仿真结果，可以评估串级

LADRC控制器在直升机飞行中的性能表现，为无人直升机的控制系统

设计和应用提供参考。

1.2研究意义

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无人直升机在各种任务中具有广泛的应用，如军事侦察、灾难救

援、物资运输等。而控制器设计是无人直升机性能优化和飞行稳定性

的关键因素之一。本研究旨在探讨无人直升机串级LADRC控制器设计

及其视景仿真实现，具有重要的研究意义。

无人直升机串级LADRC控制器设计可以提高控制系统的鲁棒性和

稳定性，有效降低飞行过程中的振荡和不稳定性，提高飞行性能和安

全性。

串级LADRC控制器原理独特，具有良好的跟踪性能和抗干扰能力，

在实际飞行中具有较高的可靠性和稳定性，可以满足无人直升机不同

任务的需求。

通过视景仿真实现可以有效验证串级LADRC控制器的设计方案和

参数设置，为实际飞行提供重要参考，同时为未来无人直升机控制系

统的优化和改进打下基础。本研究具有重要的现实意义和应用价值。

1.3研究内容

本文的研究内容主要围绕无人直升机串级LADRC控制器设计及其

视景仿真实现展开。首先，我们将对串级LADRC控制器进行设计，通

过分析直升机系统的特性和需求，确定合适的控制方案，以实现对直

升机的稳定控制和轨迹跟踪能力。其次，我们将深入探讨串级LADRC

控制器的工作原理，包括其内部结构和算法设计。然后，针对控制器

的参数设计问题，我们将提出一套有效的参数调节方法，以达到控制

器性能的最优化。接着，我们将介绍视景仿真的实现过程，包括仿真

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环境的搭建和参数设置。最后，我们将对仿真结果进行详细的分析和

总结，验证串级LADRC控制器设计的有效性和稳定性。通过本文的研

究，我们希望能够为无人直升机的控制技术和仿真研究提供新的思路

和方法，为该领域的发展做出贡献。

2.正文

2.1无人直升机串级LADRC控制器设计

无人直升机串级LADRC控制器设计是无人直升机控制系统中的关

键部分，其设计质量直接影响着无人直升机的飞行性能和稳定性。在