王　偉，周　勇，王　峰，程　勇，宋昱澤，野波健藏

南京信息工程大學江蘇省氣象傳感網技術工程中心，江蘇南京

日本千葉大學工學研究科，日本千葉

摘　　　要：洪水、臺風、地震等自然災害發生時，微小型無人機可以涉足到危險區域及時精確的獲取災區的受災信息，在必要的時候甚至能夠進入到狹窄的空間內部來收集情報。一方面可以為災后救援提供有力的幫助，同時還可以避免發生災后次生災害。以自行開發的６旋翼飛行器為控制對象，以實現飛行器的高度方向自主飛行為目的，首先介紹了飛行器的構造、飛行原理及嵌入式控制系統，然后針對微小型多旋翼飛行器的高度控制，提出了使用高度氣壓計與加速度相結合的測量手法，代替ＧＰＳ傳感器來測量飛行器的飛行高度。并對飛行器的高度自由度進行數學建模，運用較優控制的理論來設計控制器。針對無法觀測的狀態量，設計了卡爾曼濾波器來進行推測。通過實驗驗證了設計的控制器的穩定性與追蹤性。

關　鍵　詞：多旋翼飛行器；姿態角控制；較優控制；卡爾曼濾波器

１　引　言
無人機（ＵＡＶ或ｄｒｏｎｅ）是一種由無線電遙控設備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。具有成本低、效費比高、無人員傷亡風險及可以涉足到有人機無法到達的區域（核，化學，細菌感染區域）等優點。在用途上一般分為軍用：偵察機，武器平臺；民用：如氣象勘測、核輻射探測、航空攝影、航空探礦、災情監視、交通巡邏、治安監控等兩種主要種類。

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