无人飞行器（Unmanned Aerial Vehicle: UAV）—般是指无人驾驶，可以通过无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵，利用空气动力承载飞行并可收回重复使用的飞行器[1]。历史上第一架无人机是在1917年由英国人研制成功的，从此开始了无人化的研制历程，无人机先后经历了无人靶机、预编程序自主控制无人侦察机、指令遥控无人机及复合控制的多用途无人机的发展历程。但直到20世纪80年代才得到日益广泛的应用，并在几次战争中发挥了很大作用[2]。无人机的出现和在战场的应用，标志着远距离攻击和智能化武器和信息化武器为主要攻击手段的“非接触战争”的开始。钼板坯
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无人机和有人飞机比较，具有诸多优点，例如其机体灵活性好，体积小、重量轻；可担负多载荷任务并进行远距离、长时间续航；隐身性能好，生存能力强，费用低廉；安全系数髙，自主控制能力强[3]。正是因为无人机这些诸多优点，因此其在军事及民用各个领域得到了广泛的应用。首先在军事上，无人机可应用于地面战场监视和侦察、情报获取、近距离空中支持和领空巡逻、通信中继、电子战等方面；在民用方面，如灾害发生之后的捜索与救援，对地巡逻监视和目标跟踪，反走私和缉毒，危险区域空中探测，高压线大桥、水巧和地展后路段的检査，空中摄影和视频航拍等[4]。127刀网
无人飞行器从结构上主要分为固定翼无人飞行器和旋翼无人飞行器。相对于旋翼无人飞行器，固定翼无人飞行器因为具备一定的滑翔能力及具有较好的稳定性，其研究开展较早，并且在诸如侦査、火情防治及环境监控等很多领域取得了较为成功的应用。而旋翼无人飞行器由于负载能力较低，稳定时间较低，飞行控制较为困难等原因，其研究开展较晚。但是，对于固定翼飞行器，旋翼飞行器也具有很多优点，例如，四旋翼飞行器可通过控制四个旋翼的转速来实现定点悬停、垂直升巧、俯仰偏转等多种状态的飞行，且结构简单、控制方便，能够完成其它固定翼飞行器较难完成的任务，这些优点决定了旋翼无人飞行器比固定翼无人飞行器具有更广阔的应用前景，所以，随着近年来科学技术及控制理论的发展，旋翼无人飞行器越来越受到人们的关注和应用。 四旋翼飞行器是旋翼飞行器的一种，按照操控方式可大体分为两类：遥控四旋翼和自主飞行四旋翼。与传统单旋翼飞行器相比较，四旋翼飞行器不仅结构更加紧凑，而且本体拥有的四个旋翼会产生更大的升力，在克服相同机体重力飞行的情况下，四旋翼每个旋翼的转速更小，并且旋翼可以使用普通塑料材料制造，这样使得四旋翼飞行器在发生碰撞意外时产生的破坏力更小，从而拥有更高的安全性。另外，由于四旋翼飞行器前后与左右的旋翼转向相反，这样就可以抵消反扭力矩，从而不需要再去增加额外的装置来平衡机体的反力
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矩[5]，同时也提高了四旋翼飞行器的能源利用率。
虽然四旋翼飞行器拥有诸多优点，但是其飞行控制也比较困难。首先，对其进行精确建模非常困难。飞行过程中，四旋翼飞行器不仅会受到诸如重力、空气动力和陀螺效应等多种因素的作用，还经常受到温度、气流、湿度等外部因素的干扰，因此难以得到精确的系统相关参数，很难建立精确有效的动力学数学模型。其次，四旋翼飞行器系统是一个典型的具有多变量、非线性、强耦合动态特性的欠驱动系统(Underactuated System)，它具有六个自由度，而只有四个控制输入，这导致其飞行控制系统的设计变得比较困难[6]。虽然目前有多种控制算法应用于四旋翼飞行器的控制，但是结果表明实际控制效果仍有待提髙。因此，我们需要研究更加有效的控制策略来获得满意的飞行控制效果。座便轮椅
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