涵道风扇无人机是一种新型的飞行器,具备垂直起降、悬停和前飞的能力,应用前景非常广阔。悬停状态是该类无人机的一种主要的工况,而且还是实现前飞的基础。针对涵道风扇无人机的悬停状态设计姿态控制器,对于解决静稳定性较差问题是非常有必要。通过引入模型参考自适应控制可以有效抑制姿态模型中的参数不确定性对姿态控制效果的影响,实现良好的姿态控制效果。本文主要对涵道风扇无人机的悬停状态进行姿态控制器设计。首先分析涵道风扇无人机控制方法研究的现状,选择模型参考自适应控制方法对涵道风扇无人机进行姿态控制器设计。其次对涵道风扇无人机的悬停状态进行建模,经简化后得到线性化模型,并定量分析模型中存在的不确定性,指出参数不确定性为主要的不确定性因素。再次,分别对涵道风扇无人机设计常规PID姿态控制器和模型参考自适应姿态控制器,并着重解决模型参考自适应控制器中存在的舵机饱和非线性和解耦控制器受参数不确定性影响的问题。最后,在参数不确定性取边界值时比较常规PID控制器和模型参考自适应控制器的姿态控制效果,并比较常规PID控制器和模型参考自适应控制器所能允许的最大的参数不确定性范围。通过研究得到以下结论:1)模型参考自适应控制器比常规PID控制器具有更强自适应性,参数不确定性取边界值时,常规PID控制器的控制效果会一直受参数不确定性的影响,而模型参考自适应控制器可以使系统的输出性能指标很快恢复到设计的理想值,参数不确定性的影响很快就得到抑制;2)模型参考自适应控制器比常规PID控制器具有更强鲁棒性,可以允许模型存在更大的参数不确定性,可以在更大的参数不确定性范围内使系统的输出性能满足设计要求。