旋翼/固定翼混合模式无人飞行器建模与控制(2)
地质测量、救护、大气研究、对核生化污染区的取样与监控等方面具有广泛的应用前景[4,23]。
目前，执行实际任务和开展科学研究的无人机一般为旋翼和固定翼两大类，两类
飞行器各有各的优势，其中，旋翼类可以实现垂直起降，对于进行起飞降落的场地的
要求不是很高，而且可以在空中悬停；而固定翼飞行器拥有高速飞行、长航时飞行、
节约能源等优势，同时这两种飞行器也各有缺陷，因此为了能够发挥两种飞行器的优
势，将它们结合起来，取长补短，是一个新的研究方向。
1.2 国内外发展现状和问题提出
1.2.1 国内外发展现状
世界上第一架无人机是 1917 年英国人研制的[6]
，这是一架通过无线电控制的小
型单翼机。随着无人机技术的逐步成熟，到了 30 年代左右，英国政府成功研制出了
无线电操纵的无人靶机，并且在此以后一段时间内，无人机都主要作为靶机使用[7]
。
20 实际 60 年代，由于美国冷战需求，无人机的侦查用途得到广泛研究，这也导致无
人机进入了以需求为发展动力的快速发展时代，如RQ 系列，FQM-151A 和 GNAT-750。
80 年代以后，无人机用途得到广泛扩充，在战场监侦、目标指示、通信中继、电子对抗以及资源探测、环保监视、大地测绘、空气采样等各种用途中广泛应用[2]
。而且无
人机的飞行控制与飞行管理也取得了极大的进步，实现了自主飞行和超视距控制。海
湾战争后，在军事需求下，无人机智能化和自动化程度大大提高。同时无人战斗机也
进入人们的视野，成为研究的热点话题,如 RQ-1 是第一个可以发射导弹的攻击性无人
机。到目前为止，无人机先后经过了无人靶机、预编程序控制无人机、指令遥控无人
机和复合控制的广用途无人机的发展过程[24]。
20世纪，在电子信息技术以及航空航天技术等领域的快速发展的带领下，无人机
的军事需求得到了较好的技术保障，以至于无人机发展迎来了一个崭新的变革时代，
在 20 世纪末，无人机先后经历了3 次发展浪潮[8]
。包括海湾战争之后的师级战术无人
机系统、高空、长航时无人机系统以及固定翼和旋翼战术无人机系统。
经历了近100 年的发展，无人机技术已逐步走向成熟，不管是在性能上，还是在
操纵性、 可靠性等方面都有了很大的发展， 而且目前无人机更进入了飞速发展的时代，
并逐步向智能化、微型化、隐身化、小型化、载荷模块化、高空长航时发展[9]。除此
之外，无人机也在发展以下技术，如气动技术、动力技术、人工智能技术、通信技术、
先进的发射回收技术等，以更好实现无人机的有效控制[10]
。除了技术方面，目前世界
各国都在积极开发无人机的应用范围，不仅仅是军事方面，在民用方面更吸引了各国
的关注。民用无人机在其需求推动下，形成了从系统平台到任务载荷、从获取信息到
处理传输信息、从自主飞行岛适时航行管理的工业化产业链，更好的推动了无人机技
术的快速发展，同时也为国民经济的建设提供了保障。
世界各国已充分认识到无人飞行器在未来战争以及民用中的巨大作用，并逐步加
大对无人飞行器及其相关领域的探索与研发[5]。
1.2.2 问题提出
虽然无人机技术已经有了很大的发展，但仍有很多问题没有解决，其中，起飞便
利、空中悬停和长航时飞行便是无人飞行器研究的热点与难点之一[3]
。目前可实现空
中悬停的无人飞行器主要为多旋翼飞机和直升机，多旋翼飞机续航时间一般都比较