无论是有人机还是无人机,飞行控制律都是关系到飞行安全的核心问题,无人机相对而言对控制律更为依赖。本文就某小型轮式起降无人机的控制律设计问题进行了研究。本文首先详细介绍了无人机自动起飞、着陆的过程,并根据无人机轮子与地面的接触情况将无人机模型划分为三轮触地滑跑、两轮触地滑跑、空中六自由度运动三种。分别在MATLAB和C语言环境下实现,其中MATLAB版模型用于控制律的设计与仿真,其中C语言版模型用于半实物仿真。轮式起降无人机按飞行阶段可以划分为起飞段、空中巡航段和着陆段。在空中巡航段设计了纵向控制律,纵向控制律包括爬升、下滑和平飞控制律,为了满足全包线飞行要求,增加了速度控制功能。爬升、下滑控制律是在俯仰角控制回路的基础上,将速度控制律转化为俯仰角指令;平飞控制律是在高度控制律的基础上,将速度控制律转化为油门指令。在着陆段,对下滑轨迹线进行折中设计,配合有效的高度控制和速度控制律,实现无人机的高性能自动着陆,高性能体现在无论是空油、半油还是满油,都能使飞机安全着陆。最后,针对气动数据的不确定性,在MATLAB环境下对所设计的控制律进行了非线性仿真及鲁棒性验证。为了全面地检验全包线飞行控制性能,利用实验室半物理仿真系统进行了全过程飞行的半物理实时仿真,详细分析了起飞段、巡航段以及着陆段的仿真曲线,验证了本文研究内容的正确性。