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首先建立了四旋翼系统数学仿真模型，然后对飞行时轨迹跟踪和姿态稳定等控制问题进了分析，设计了基于BP神经网络优化的双闭环PID轨迹跟踪控制器。其中外环为空间位置环，输入为实际空间位置与期望轨迹路径差值，输出为姿态控制角；转换为角速度后作为内环姿态环输入，进行四旋翼姿态稳定控制。为增加系统鲁棒性，获得更优系统性能，内环PID参数采用BP神经网络优化调整得到。最后通过MATLAB平台仿真实验，可以看出基于BP神经网络优化的双闭环PID控制具有良好的轨迹跟踪性能。