无人机飞行控制方法研究现状与发展

韩先兵

摘 要： 飞机的无人驾驶涉及到飞机的控制力、动力、发射等多方面的要素，飞行控制是无人驾驶发展的重要組成部分，无人机的发展可以在一些人为处理不了的任务中进行应用，提高执行任务的能力，但是无人机的控制方法中依然存在一些问题，对于这些问题，本文主要对无人机飞行控制现状与方法进行分析。

关键词： 无人机;飞行控制方法;发展趋势

自1913年世界上出现第一架无人飞机，科技的进步，越来越多的科学家把目标放在无人驾驶中，无人驾驶具有多种优势，越来越多的国家对这项新技术进行研究与发展，无人机以一种无线遥控和利用程序进行自身飞行控制，其不载人功能可以应用在现代战争中，无人机集合了多种优点，体积小、隐蔽性强、不需人力、低损耗、零伤亡，特别适合危险任务的执行。无人机的发展速度越来越快，可以有效的减少人员伤亡。具有诸多优势，在现代中的应用作用越来越强，无人机的应用范围宽广，在军事、民用、科学研究领域都有着良好的发展空间。

1.无人机控制系统

无人机的核心部分是飞行控制系统，飞行控制系统性能优劣直接关系着无人机执行任务的能力，这种控制系统，主要利用数据的采集、航线的控制来进行起飞降落，与普通的飞行器相比，无人机具有体积小、消耗低等优势，在没有飞行员参与的情况进行飞行可以对飞行的姿态、速度进行调整。所以，无人飞机对飞行控制的方法、通信设备的要求较高，所以，我们要采取多种先进科技帮助无人机飞行，通过导航降低无人机导航系统的复杂程度，提高飞行的稳定性、可靠性。

2.无人机的控制方法

2.1反馈线性化

在上世纪80年代初，反馈线性初步发展起来，它的发展有两种形式，它包括化微分几何法与动态逆方法两种，微分几何法理论上的概述较为抽象，在生产推广上并不普遍，使用较少。动态逆的应用最为广泛，是通过非线性进行微分的变化，使其具有传递功能。使线性化与积分控制相结合，在无人机的应用中设置了追踪器，使我们对无人机的飞行航线可以更好的掌控。

2.2反步控制

在20世纪80年代，一位著名科学家提出无人机的非控线发展方向，他通过函数控制，构建辅助控制，补偿飞行控制不确定性，对飞行的控制在早期做出了研究，简化了飞行的控制设计，通过滚转动力设计出追踪控制器，使无人机可以有效的避开障碍并对目标进行跟踪，可以更好的应用在无人飞行的控制系统中。

2.3滑模变结构

由苏联学者提出滑模变结构控制，这种结构利用无人机的非线性控制，结合滑模变结构进行控制，控制氛围有两种形式，一种是，指定直线无人机沿着直线滑到远点。另一种方式是通过直接使用非线性的滑模变结构控制，将无人机的非线性反馈方式线性化，直接对其进行控制。这是两个技术的结合，可以加强无人机的综合控制能力。

2.4智能PID控制器

在无人机的飞行控制系统中，PID的控制简单、易操作。鲁棒性能良好，被广泛的使用，经典PID的控制单入单出，处理非线性、多变量系统，在抗干扰、对参数的摄动都达不到更好的效果。限制了无人飞机在飞行系统中稳定性的提升，对这些缺点要进行完善，使无人飞机得到更好的控制。

3.无人机飞行的控制发展趋势

3.1控制模式

无人机的控制系统大致可以总结为几种控制形式，最普遍的是直接控制系统，由无人机的操作人员进行决策，采取直接控制，使无人机的任务可以更快、更精准的完成，采取同意管理与列外管理相结合，采取混合管理方式，对于无人机的操作精确度具有更高的要求，这些管理模式的完善，使无人机的控制方法更为有效。

3.2交互方式

对于传统的控制设计要与时俱进的发展，从传统的控制台转换到新型的无人机飞行控制模式，这种方式要求无人机的使用者对于无人机的接口设备要能随身携带，时刻关注其它无人机的控制，可以使无人机使用者时刻关注无人机任务完成度。极大程度的处理无人机显示的问题，有利于无人机飞行控制交互方式的发展。

3.3便携式的显示器

随着无人机的不断发展变化，无人系统的大规模使用，无人机的应用范围越来越广泛，对于未来可能发生的战争我们并不支持，但是要有应对战场的能力，无人机将更多的应用于军事，我们把无人机交到士兵手中，利用无人机的优点，更好的执行危险任务，使危险任务的解决效率提高，减少人员伤亡，无人机与士兵协同作战，同时，这些无人机的控制口必须是便携的显示器，可以及时有效的接受无人机反馈的信息，并对信息进行处理，并可以随着部队的移动而进行移动，使无人机的使用方式更便捷、高效。

结束语：

目前，对于无人机的控制方法，主要还是理论与仿真的控制阶段，而没有进行大规模的使用。无人机的飞行控制方法分为几大类，各有优缺点，随着无人机的飞行控制方法不断发展，在一些方面已经得突破，一些单一的飞行控制方案不能满足人们的需要，采用复合的控制方法才是无人机飞行控制的发展方向，所以，未来的无人机飞行控制中要重视这些问题的解决方法，加快无人机在实战中的应用，更好的解决我们面对的问题。

参考文献

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