1  绪论

　　四旋翼无人机有很多优点，它能够在垂直方向做垂直升降飞行[1]，它可以被应用在很多实际方面，同时也有很大的研究价值。在军事上可以进行敌方情报获取，侦察地面战场情况，低空巡逻，监视摄像，电子战以及地面通信等方面。在民用方面它也有着非常广泛的应用，比如在发生自燃灾害后进行受伤人员的搜索和救援，对目标区域进行巡逻监视、航拍、图像传送，在工程上可对大桥和高压电线等重要建筑物进行检测和维修侦察。甚至可以用于对走私贩毒等违法犯罪行为的侦察和监视方面。论文网

　 （1）可以在很隐蔽的情况下获取情报。四旋翼无人机可以在较高的高度下进行长时间地、隐蔽地飞行。所以它可以对某些特定的区域进行侦察、巡视。如果可以拥有合适的操作系统，四旋翼无人机可以长时间的在夜间飞行，并完成指定的飞行任务，可见它在未来的军事领域将会有非常好的应用前景。

  （2）可以应对多样化的空中飞行任务。这种无人机可以携带微小的摄像头，从高空拍摄地面来获得地面情况。接着这些情报通过系统被送回控制中心，帮助人们分析现场情况。随着无人机的技术越来越成熟，无人机自动巡航可以代替人驾驶飞机完成任务，以后有望成为军事领域的又一热门武器。

  （3）能够完成多样化的电子通信任务。在当代战争中越来越多得使用电子战，甚至整个战争都是用电子战的方式进行。在这样的战争模式下，四旋翼无人机发挥着非常关键的作用。比如在作战过程中，可以通过无人机干扰敌方的信号，破坏敌方的电子通讯能力。按当下世界上无人机技术的成长水平来估计，它很有可能在未来成为一支专业的电子信息战主力部队。

目前，民用无人机的市场也逐渐扩大，应用领域也逐渐增加，未来的市场前景十分优良。最有代表性的是航拍无人机，这种无人机以后的市场非常巨大，如果能拥有它的核心控制技术，将会创造巨大的财富，非常有经济意义[2]。在无人机技术方面，我国和西方发达国家相比还有一定的差距，但是如果可以掌握无人机控制系统这一核心技术，就能大幅度缩小和西方国家间的差距，推动我国无人机产业的发展和进步，具有重大的工程实践意义。四旋翼无人机的控制器设计技术涉及很多学科和专业领域，所以对该技术的研究也有助于在其它学科领域的研究突破。同时也可以为控制理论应用于工程项目提供宝贵的实践经验，因此本研究具有很高的理论和实践意义。虽然无人机技术起源于军事，但无人机的民用程度越来越高，并且由此可以带来很高的经济效益，推动国民经济的发展。最终民用领域的技术进步又会推动军事领域无人机的技术革新，所以本课题也具有一定的国防意义。

在外国有非常多的大学和研究机构目前对四旋翼无人机的相关课题做了很多研究，他们主要研究下面几个方向的课题：基于惯性导航的无人机控制技术、基于视觉的自动巡航和自动巡航控制技术。其中最有代表性的是：瑞士洛桑联邦科技学院（EPFL）、宾夕法尼亚大学、佐治亚理工大学、斯坦福大学、日本千叶大学等这些国外知名高校[3]。另外一些商业研究机构也对无人机的控制系统进行了研究，例如美国的Draganfly，德国的Microdrone GbmH等机构。当然也有相当多优秀的飞行器研究成果，比如由EPFL实验室开发研制的小型电动四旋翼无人机OS4、由美国Draganflyer公司研发的第三代航模无人机Draganflyer3以及由斯坦福大学研发的四旋翼无人机STARMAC。文献综述 PID算法无人机自动巡航的最优控制设计(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_97435.html