小型四旋翼直升机的建模与仿真控制(4)

利用了通过线性系统的高斯噪声仍然满足正态分布的特性，在系统仿真时，不必产生噪声序列，而仅需仿真传输码元序列的失真，并用解析的方法添加噪声的影响，在计算误码率时，通过函数的计算替代了ＭＣ仿真中随机数的仿真，从而提高了仿真效率。

［３］

ｔｉｏｎｔｉｏｎ

ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ

ｆｏｒ

ｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆ

ｅｒｒｏｒｒａｔｅｉｎ

ｄ谢ｔａｌ

ｃｏｍｍｕｎｉＣ４１－

ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｍｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．１９８０，２８：１９１６—１９２４．

ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ

［２］ＭＣＪｅｒｃｈｉｍ．Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｉｇｉｔａｌ

Ａｒｅａｓ

ｔｈｅｂｉｔ

ｅｌ＇ｉｇｏｒｒａｔｅ

ｉｎｔｈｅ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

ｓｙｓＷｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＪ．Ｓｅｌｅｃｔ．

ｏＤｕｌｎｌｕｎ．１９８４，ＳＡＣ一２（１）：１５３一１７０．

ｅｓｔｉｍａ－Ｔｒａｎｓ．

ＳｅｙｏｕｍａｎｄＮＣＢｅａｕｌｉｅｕ．Ｓｅｍｉａｎａｌｙｔｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒ

ｔｉｏｎ

ｏｆｂｌｏｃｋ—ｅｒｒｏｒ

ｒａｔｅｓｏｎ

ｆａｄｉｎｇｃｈａｎｅｎｅｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ

５结束语

ＭＣ仿真方法作为一种以概率统计为基础的仿真方法，

有很大的实用价值，在美国研制原子弹的“曼哈顿计划”中，ＭＣ法便起到了重要作用。ＱＡ法作为一种改进的仿真方法提高了仿真效率。本文讨论了ＭＣ法和ＱＡ法的基本原理和在通信系统仿真中的应用，以一个二进制通信系统为例，分别用两种方法建立了模型并对误码率进行了仿真，比较验证了两种方法的一致性和有效性。在仿真应用中，两种方法各有特点，ＭＣ法应用灵活，但所需工作量较大，仿真效率较低；ＱＡ法仿真效率较高，但需要一定的先验知识。因此，在进行系统仿真时，应根据实际情况，灵活选择仿真方法，提高仿真效果。

［５］［４］

Ｃｏｍｍｕｎ．１９９８．４６：９１６—９２０．

Ｍ

Ｃ

Ｊｅｒｕｃｈｉｍ，ｅｔａ１．通信系统仿真一建模、方法和技术２版

［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２００４．

陈树新，邓妍，姚如贵．现代通信系统建模与仿真［Ｍ］．西安：

西安电子科技大学出版社．２００７．

［６］达新宇，陈树新，林家薇．通信原理教程［Ｍ］．北京：北京邮电

大学出版社，２００５．

［作者简介］

丁笑亮（１９８４一），男（汉族），陕西西安人，硕士研

究生，主要研究方向为军事航空通信；

陈树新（１９６８一），男（汉族），陕西西安人，副教授，

硕士生导师，主要研究方向为通信技术仿真；

参考文献：

［１］ＫＳＳｈａｎｇｍｕｇａｎａｎｄ

Ｐ

毛玉泉（１９５７一），男（汉族），陕西西安人，教授，硕

Ｂａｌａｂａｎ．ＡｍｏｄｉｆｉｅｄＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｓｉｍｕｌａ—

士生导师，主要研究方向为军事航空通信。

（上接第２０页）

仿真结果表明，在有小扰动的环境下，该模型能够实现对小型四旋翼直升机下的高度、俯仰角、滚转角和偏航角的控制，能够使直升机基本达到悬停的效果。而且对于姿态角的控制响应速度较快，能够在３秒时间内将直升机的姿态角稳定在０。附近，并且偏差较小。但是在高度控制过程中，调节控制时间较长，需要将近１３秒的时间，才能达到预期的稳定状态，而且调节过程中抖动性较大。在直升机开始飞行时，有一个下坠的过程，处理不当可能对直升机造成损害。

［４］［２］

壬俊生，等．基于ＡＤＲＣ的小型四旋翼无人直升机控制方法研究［Ｊ］．弹肩与制导学报，２００８，２８（３）：３ｌ一３４．

［３］杨军，等．倾转旋翼机飞行控制［Ｍ］．北京：航空工业出版社，

２００６．３２—３５．

王树刚．四旋翼直升机控制问题研究［Ｄ］．哈尔滨工业大学硕

士文，２００６．

［５］ＴｏｍｍａｓｏＢｒｅｓｅｉａｎｉ．Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ，ＩｄｅｎｔｉｉｌｃａｆｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆ

ＱｕａｄｒｏｔｏｒＨｅｌｉｃｏｐｔｅｒ［Ｄ］．（ｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆ

ｍｅｎｔ

ｍａｓｔｅｒ

ａ

ｔｈｅｓｉｓ）．Ｄｅｐａｒｔ－

ｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌ

ＬｕｎｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００８．

［６］张晓华．系统建模与仿真［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００７．

５结束语

四旋翼直升机是一种多体动力学的欠驱动系统，本文根据其独特的机械结构，利用部分假设条件，建立并简化了小型四旋翼直升机的飞行动力学模型。并在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下搭建了系统仿真图，实现了小型四旋翼直升机悬停状态下姿态的仿真控制。仿真结果表明该模型能够满足直升机控制的要求。同时本文利用模块化的设计思路可大大缩短开发时间，便于模块的修改和重复利用，提高效率。但是该模型仍然存在稳定性不高的问题，还需要在此基础之上在以后的工作中采用更简洁优越的方法使其具有更稳定的状态。

［７］ＳａｎｉｒＢｏｕａｂｄａｌｌａｈ．ＤｅｓｉｇｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＱｕａｄｒｏｔｏｒｓｗｉｔｈ

ｔｉｏｎｔｏ

Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ

Ａｐｐｌｉｅａ－

Ｆｌｙｉｎｇ［Ｄ］．（ｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｄｏｃｔｏｒｔｈｅｓｉｓ）．

Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ：Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ

ｔｅ

ｓｙｓｔ∞Ｉａｌｂｏｒａｔｏｒｙ

ＳｗｉｓｓＦｅｄｅｒａｌ

Ｉｎｓｔｉｔｕ－

ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬａｕｓａｎｎｅ，２００７．

［８］柳在鑫，等．一种改进的足球机器人ＰＩＤ调节器设计［Ｊ］．西

华大学学报，２００８，２７（１）：５７—５９．

【作者简介］

刘志军（１９８４一），男（汉族），河北省唐山市人，研

究生，研究方向：小型无人直升机的飞行控制；

吕

强（１９６２一），男（汉族），黑龙江尚志人，教授，

博士生导师，研究方向：：鲁棒控制理论研究与应用，复杂系统的建模仿真和机器人控制；

参考文献：

［１］聂博文，等．微小型四旋翼飞行器的研究现状与关键技术［Ｊ］

电光与控制，２００７—１２，１４（６）：１１３一１１７．

王冬来（１９７６一），男（汉族），河北保定人，博士生，研究方向：复杂

系统的建模仿真与神经网络控制。

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