倾转旋翼的控制方法有高度控制，前进运动和倾斜控制，横向运动和转动控制，以及偏航控制。高度控制是通过同时改变两个旋翼的速度来实现的，改变旋翼的速度导致了转动控制。比如，如果我们增加了右边旋翼的速度（rotor 1），减少了左边旋翼的速度（rotor 2），这样无人机就会向左转动，同时也会向左前进。相反的操作会导致相反的结果。对于倾斜控制，旋翼同时向前倾斜也提供了前进动力。偏航控制是通过在相反方向改变右边和左边旋翼的倾斜角度和来实现的[13]。

图2。1 倾转旋翼机地面坐标系和机身坐标系模型

2。2本文建模思想

为了准确描述倾转旋翼机的运动状态，合适的坐标轴系是第一个要考虑的。我们用地面坐标系来确定飞机相对于地面的位置，它是相对于地球表面不动的一种坐标系，原点取自地表上的某一点（比如飞机在地面上的起飞点，或是进入空战时的起始位置），轴位于水平面内，指向某一固定方向（如飞机的航线，或空战开始时截击机到目标的视线方向等），轴垂直于地平面向下，轴则由右手定则来确定；飞机的转动、姿态角的确定要用到机身坐标系，这是固定在飞机机身上的一个坐标系，原点取在飞机的质心。轴与飞机纵轴一致，指向飞机前方；轴垂直于飞机对称面并指向右方；轴在飞机对称面内并且垂直于纵轴，指向下方。所以倾转旋翼无人机的建模由两个参考坐标系构成（如图2。1所示），变量代表地面坐标系，变量代表机身坐标系。这些坐标系都遵循右手坐标系统。机身坐标系的原点是机身上的点。轴的正向指向机身的前方，轴的正向指向左翼（rotor 1），轴的正向指向上面的方向。三个欧拉角角变量滚转角（），俯仰角（）和偏航角（）分别由轴正方向的右手螺旋定则决定[14]。

2。3  倾转旋翼机的建模

2。3。1  机身坐标系和地面坐标系转换的旋转矩阵

由于地面坐标轴系的原点与机身坐标轴系的原点不同，因此应该首先平移地面坐标轴系，使其原点与机身坐标轴系原点重合（我们称之为飞机牵连铅锤地面坐标轴系），则这两种坐标轴系的角度可用如下定义的三个欧拉角确定（如图2。2所示）：

偏航角（）——机身轴在水平面上的投影线与轴之间的夹角；

俯仰角（）——机身轴与水平面之间的夹角；

滚转角（）——飞机对称面与包含轴的铅锤面之间的夹角。

图2。2 倾转旋翼机的姿态角（欧拉角）

由地面坐标轴系变换到机身坐标轴系时，三个欧拉角的转动顺序为（如图2。3所示）。由于机身坐标轴系固连在飞机上，所以描述地面坐标轴系与机身坐标轴系相对关系的上述三个角度就确定了飞机在控件的姿态[15]。

图2。3 地面坐标轴系与机身坐标轴系之间的关系

任何在机身坐标系中的矢量和在地面坐标系中对应的矢量之间的关系由下式给出

                                      （1） 

这里R是机身坐标系关于地面坐标系的旋转矩阵，由三个矩阵相乘得来，即,其中，分别表示飞机绕轴旋转的矩阵，为如下形式

则R的表达式为

                   （2）

和分别是和的缩写形式。

2。3。2 作用于机身的力和力矩

飞行中的倾转旋翼机是一个极其复杂的动力学系统，准确地推导其运动方程是很困难的。这是因为地球本身存在运动，大气也不是静止的；飞机本身不是绝对刚体，它在空间的运动比自由刚体要复杂得多，这归于它是可操纵的，操纵时舵面相对于机身转动，另外在外力的作用下，还会产生弹性变形。飞机上有能够旋转的部件，当飞机作旋转运动时会产生陀螺力矩。飞机的重量会随着飞行时燃料的消耗、携带物体的投放等不断变化。这些因素不可能都考虑在内。为简单起见，忽略了地球的自转、飞机弹性变形及旋转部件的影响，对倾转旋翼机的运动作如下假设： 倾转旋翼机的建模及基于反步法的跟踪控制器设计Matlab仿真(4):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_99892.html