肖斯奇，余 帆，施啸宇

(南京航空航天大学自动化学院，南京 211100)

0 引言

直升机具有垂直起降、空中悬停、低空低速飞行、后飞以及侧飞等独特的飞行能力，但是其飞行速度低、航程短[1]。固定翼飞机具有高速巡航能力，但是对于起降跑道要求较高。倾转旋翼无人机则兼备固定翼与直升机的优点，是一种能够垂直起降、空中悬停并且快速飞行的飞行器[2-3]。

近年来，我国十分重视倾转旋翼机相关技术的研究，国内不少高校和研究所也进行了相关的理论探索。郭剑东基于H∞回路的控制思路，设计了小型倾转旋翼机过渡模式控制律，使控制系统具有较好的鲁棒稳定性[4]。沙虹伟基于反馈控制器内/外回路结构和特征结构配置的思路，设计了XV-15倾转旋翼机的姿态控制器，在MATLAB/Simulink 仿真环境中取得了较好的效果[5]。韩丽敏针对过渡模式具有高阶非线性和不确定动态特性的问题，提出了采用神经网络动态逆自适应控制方法设计制导律，并通过仿真验证了其控制器设计的有效性[6]。

然而很多先进的控制方法仍然停留在理论仿真阶段，方法过于复杂,难以实现工程化应用[5-6]，同时针对小型航模机的控制思路在工程型号机上也无法完全适用[4]。目前，国内在400kg级以上的倾转旋翼无人机型号研发方面，尚无研制成功的报道。

本文研究对象来源于国内某研究所的400kg级倾转旋翼无人机预研项目[7]，以工程型号机的研发为基础，沿用经典控制理论的设计思路，从无人机气动力学变化规律出发，设计了倾转过渡方案与纵向过渡控制策略，通过非线性半物理仿真验证了策略设计的合理性，并将控制律以及控制策略应用在无人机嵌入式平台上，从而实现对象无人机的全过程飞行试验。……