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随着经济水平的提升与科学技术的发展,各国在战场上应用的武器也越来越智能化,无人直升机作为军事上重要的作战武器,在战场中有着极其广泛的应用。但无人直升机结构复杂,具有不稳定、强耦合和高度非线性等特点,致使其飞行控制器的设计具有很大的挑战性。本文在采用机理建模法建立无人直升机数学模型的基础上,设计了一种线性的自抗扰控制器（LADRC）应用于无人直升机的飞行控制,提出了改进的粒子群优化算法（IPSO）对串级LADRC控制器中的参数进行优化。主要研究内容如下:1.建立无人直升机数学模型。根据无人直升机实际物理特性,通过分析机坐标系与地坐标系间的转换规则,建立了无人直升机非线性模型,采用小扰动法进行线性化处理,得到了直升机线性化模型,并通过简化该线性化模型,得到了一种横向纵向无耦合性的直升机模型,为线性自抗扰控制器的设计及飞行控制系统的建立打下了坚实的基础。2.提出了改进的线性自抗扰控制器,并应用于无人直升机路径跟踪控制。通过分析自抗扰控制器的模型与结构原理,将其进行线性化处理,得到线性的自抗扰控制器（LADRC）,并将自抗扰控制器中的跟踪微分器运用到LADRC控制器中。然后进一步改进LADRC控制器,设计出了无人直升机姿态、速度与位置控制的串级LADRC控制器,通过直升机飞行仿真实验验证,串级LADRC控制器能使无人直升机在短时间内实现定点悬停与螺旋曲线的轨迹跟踪,但由于跟踪过程中还存在一些误差,而无法满足高准确度跟踪的要求,故将提出优化算法来优化控制器参数。3.提出改进粒子群算法,并应用于串级LADRC控制器参数优化中。针对串级LADRC中参数繁多而导致难以整定出高精度参数的问题,本文通过改进惯性权重w,学习因子c1、c 2,获得了改进粒子群智能算法（IPSO）,通过选取4个基准函数来进行实例验证,实验结果显示,本次改进提高了算法的收敛时间与优化精度。并将IPSO运用到串级LADRC控制器的参数调节中,然后将IPSO-LADRC控制器用于二阶传递函数系统的控制中,取得良好的控制效果。4.将IPSO-LADRC控制器用于无人直升机的跟踪控制上,将仿真实验结果与IPSO优化前的控制效果对比,实验结果表明,IPSO-LADRC控制器有更好的控制效果,也证明了IPSO对于串级LADRC控制器有良好的参数优化作用。