|Preface|
前言

现代飞行器正向机电与信息一体、控制与网络综合的方向发展，无人机系统逐渐成为航空工业最激烈的竞争领域和最活跃的产业方向。飞行控制技术作为核心技术之一，可有效改善无人机的飞行品质，提升无人机的自主飞行能力。先进无人机飞行控制系统有着巨大的市场需求，智能化无人机飞行控制技术也是航空工业领域内发展最迅速的前沿技术之一。小型无人机凭借用途广泛和操作简单的优点，逐渐成为行业内使用和研究的热点。针对小型无人机控制理论与实现的研究层出不穷，但是针对小型无人机控制系统设计的书籍和课程相较于固定翼控制系统设计来说起步较晚，数量较少。本书以作者团队对小型无人机的深厚研究为基础，以真实的代码、模型以及试飞数据作为支撑，系统地讲解了小型无人机的控制系统原理与设计实现。书中不仅有传统的PID控制器设计，还引入了先进控制理论，引导读者逐步学习小型无人机飞行控制系统设计。

全书共7章。第1章主要介绍固定翼无人机和旋翼无人机飞行控制系统的组成及其发展历程，并介绍主要涉及的飞行控制算法研究现状。第2章主要介绍小型无人机控制的理论基础，主要包括PID控制器的基本特性、PID控制器的设计和参数调节的基本方法、抗饱和积分的改进设计、微分环节的改进设计以及多输入多输出线性定常系统的极点配置设计方法。第3章主要介绍固定翼和多旋翼无人机飞行动力学建模的基础理论与方法，最终形成可用于控制系统设计的动力学与运动学模型。第4章主要介绍固定翼和多旋翼无人机飞行控制律设计的基本方法，主要包括L1制导方法、总能量法、串级PID方法、LQR方法以及滑模控制方法。第5章主要介绍飞行控制硬件系统的设计方法，主要包括需求分析、处理器选型、姿态信息测量以及导航信息测量等。第6章主要介绍飞行控制律的仿真实践，主要包括仿真环境介绍、仿真模型搭建以及飞行控制律实现等。第7章主要介绍飞行控制系统硬件在环仿真实践，主要包括硬件在环仿真系统简介、硬件在环仿真环境搭建以及硬件在环仿真测试与参数调整。

本书以小型固定翼/多旋翼无人机飞行控制系统为研究对象，有机地整合了工程实践应用中的基本原理和设计方法，旨在使读者了解小型固定翼/多旋翼无人机飞行控制系统分析和设计的基本原理与方法。本书不仅可以作为研究生和本科生的教材，也可以作为小型无人机研究人员的参考书。

本书由王斑、符强、李霓编著。其中，王斑主要负责第1～4、6章，符强主要负责第5章，李霓主要负责第7章。在撰写本书的过程中，西北工业大学飞行力学与气动设计数智化研究所、陕西省试验飞机设计与试验技术工程实验室、西安飞行器智能认知与控制重点实验室的研究生做了大量公式、符号和图表的校对工作，在此对他们的付出表示感谢。

我们十分珍惜撰写本书的机会，但由于水平有限，书中难免有疏漏和不妥之处，欢迎读者批评指正。

作者 CQlRqtZWa646cuwq0G93sWoD1yxZoI8TbDLIKoRw0blveIlhFhwyAUOUeIwRQMvf