小型直升机具有重量轻、体积小、功耗低等优点。与固定翼飞机相比,可以完成悬停、垂直起降、机动飞行等任务。凭借自身特性,小型无人直升机引起了学术界的极大兴趣,并且在军用和民用领域都有广泛的应用前景。本文主要研究小型无人直升机飞行控制算法,并通过仿真实验对所设计的飞行控制算法进行了验证。本文研究的主要内容如下:1.从工程应用出发,忽略状态变量间的耦合,对直升机状态方程进行了简化,得到了简化的四通道模型;2.在分析了小型直升机工作和结构特性的基础上,根据导航计算和飞行控制的需要,采用DSP+ARM的双处理器硬件结构,DSP负责组合导航计算,ARM运行飞行控制程序并输出驱动信号,并设计并实现了相关硬件平台;3.在分析多个飞行模态的控制需求的基础上,综合考虑位置、速度和姿态等飞行参数之间的结构关系,设计了位置制导,速度和姿态串联的串级PID控制器,并进行了仿真实验,验证了算法的有效性和稳定性;4.开展了直升机抗干扰控制方法研究。将常值风视为外界扰动,在不改变串级结构的基础上,分别对姿态内环加入加速度前馈和利用模糊算法在线调节速度环的PID参数。并进行了对比仿真实验,结果表明改进后算法能够使直升机在悬停阶段具有更好的扰动抑制能力,环境适应能力得到有效的提高。5.本文在半实物仿真平台上,采用串级自适应控制器使直升机完成全阶段飞行任务。整个过程具有良好的控制精度、稳定性和响应速度。实验结果表明实验平台和控制算法均取得了预期的效果。上述研究工作表明,本文构建的半实物仿真平台可以完成飞行算法的验证,并简化从仿真到实践的过程。此外,采用前馈和自适应算法结合的思想,可以有效地提高无人机的抑制扰动以及环境适应能力。