翼伞具有良好的操纵性能和滑翔性能,使得空投的精度和空投质量大大提高,在航天器回收,物体投放中的应用越来越广泛。灾后探测环境复杂,利用翼伞在第一时间空投机器人进入灾难现场(通过机器人携带的各种传感器探测现场的情况),提升公共安全与减灾领域的科技水平。实际空投过程中由于各种干扰的存在,需要有控制系统进行误差修正,以期实现翼伞空投机器人系统的精确自主归航。该文主要对翼伞空投机器人系统的动力学模型建立、基于混沌粒子群的航迹规划和水平面航迹跟踪控制进行了研究。主要内容如下：(1)空投物质量决定了翼伞的选型,翼伞伞型决定系统的动力学特性,航迹跟踪控制中翼伞系统的六自由度运动模型可以满足仿真需求。针对预选的某伞型对该翼伞系统进行了动力学仿真。通过设置常值侧风的仿真环境,分析风对系统的影响,得出翼伞的转弯、雀降等重要性能的参数,提供验证控制算法的仿真基础,为设计实际控制系统提供理论依据。(2)以翼伞系统的三自由度质点模型为基础,提出基于混沌粒子群优化算法的翼伞系统轨迹规划的方法。该方法采用非均匀B样条技术实现最优控制规律的参数化,将翼伞系统轨迹规划的最优控制问题转换成参数优化问题,进而运用混沌粒子群优化算法进行寻优计算。轨迹规划的控制曲线是光滑的,利于电机对翼伞系统的操纵伞绳实施控制。该方法对寻优的初始位置不敏感,易于编程实现。翼伞系统路径寻优的主要目的是获得控制归航的轨迹特点和规律,以便于合理设计归航轨迹。(3)为满足着陆精度的要求,提出了翼伞系统水平面航迹跟踪控制方案。该方案参考翼伞系统的六自由度非线性模型,采用横向轨迹误差法设计航向制导器,采用自适应广义预测控制算法设计航向控制器,对翼伞的左、右后缘进行下偏控制。仿真结果说明了控制方案的可行性和有效性。(4)采用自抗扰控制(ADRC)设计系统的航向控制器,为了防止由于观测器的过渡过程使得系统出现峰值,对原有ADRC控制输出值进行饱和限幅。仿真结果表明该控制器控制精度高,并且动态性能优于PD控制器。