◆殷惠莉 宋淑然 薛秀云 林景峰 姚俊光

0 引言

MATLAB是当前国际最流行的面向工程、数值和科学计算的高级语言。MATLAB环境下的Simulink拥有丰富的系统建模、仿真和分析动态仿真环境工具箱[1]。华南农业大学电子工程学院的各个专业都有开设MATLAB仿真课程，但是学生大多是根据课程教学要求按部就班学习，没有非常明确的目的，缺乏学习动力，学习效果一般。为充分利用虚拟仿真技术创新工程实践教学方式，进一步培养学生基于模型设计的思想和解决问题的能力，让学生了解前沿行业信息，全面提高学生的综合能力，指导学生参加MATLAB杯全球（中国赛区）大学生无人机竞赛。该竞赛是由MathWorks发起的无人机竞赛，旨在帮助学生在毕业前了解工业界先进的基于模型设计理念，并学习行业通用的标准软件。基于模型设计的方法正在改变工程师和科学工作者的工作方式，用建模仿真试验替代实物测试试验，可缩短工程设计时间与成本。

无人机是一种空中飞行器，无须安装飞行员相关设备，通常受控于无线电遥控或自身程序。当前，无人机正呈现智能化和集群化发展态势，各种无人机正渐渐进入公共服务体系，在军用和民用领域广泛应用，比如执行侦察、通信、精确打击等军事任务，航拍、城市管理、农业等民用任务[2]。

从系统角度看，无人机是一种多输入输出的欠驱动系统[3]。无人机的控制是通过输入四个可控变量来控制飞行时的六个自由度。可控变量对无人机的控制存在强耦合，易受干扰，这就造成其飞行控制十分困难。……