无人机飞行控制的特点
随着智能化的发展，如今的无人机不仅仅局限于固定翼和传统的直升机形式，还出现了四轴、六轴、单轴和矢量控制形式。
固定翼无人机的飞行控制通常包括方向、副翼、升力、油门、襟翼等操纵面。方向舵用来改变飞机的翼面产生相应的力矩，控制飞机转弯、爬升、俯冲、横滚等动作。
传统的直升机无人机通过控制直升机的倾斜盘、油门和尾舵来控制飞机的转弯、爬升、俯冲、翻滚等动作。
多轴无人机一般通过控制各轴桨叶的转速来控制无人机的姿态，从而实现转弯、爬升、俯冲、翻滚等动作。
一般来说，对于固定翼无人机来说，姿态稳定时，控制方向舵会改变飞机的航向，通常会造成一定的滚转角。在稳定性好的飞机上，看起来像汽车在地面上转弯，可以称之为滑转测量。方向舵是自动控制转向最常用的手段。方向舵转弯的缺点是转弯半径比较大，比副翼转弯机动性稍差。副翼的作用是控制飞机的翻滚。固定翼飞机滚转时，会向滚转方向转弯，失去一定高度。升降舵用来控制飞机的俯仰，拉杆向上，推杆向下。拉杆时，飞机向上爬升，动能转化为势能会降低速度。因此，在控制过程中应监控空速，以避免因过度拉杆而失速。油门方向舵的作用是控制飞机的发动机转速。加大油门会使飞机增加动力，加速或爬升，反之亦然。
了解了各个方向舵的控制功能，我们开始讨论升降舵和油门的控制。固定翼飞机的最低速度称为失速速度。低于这个速度，方向舵效应就会失效，飞机就会因为得不到足够的升力而失控。通过飞机的空速传感器，我们可以实时知道飞机当前的空速。当空速减小时，我们必须加大油门或推杆，使飞机失去高度，以换取空速的增加。空速过高时，减小油门或拉杆，使飞机获得高度，以换取空速的降低。因此，固定翼飞机有两种不同的控制模式，用户可以根据实际情况选择:第一种控制模式是在实际空速高于目标空速时，根据设定的目标空速控制升降舵拉杆，反之亦然；空速影响高度，所以油门是用来控制飞机高度的。当飞行高度高于目标高度时，减小油门，反之，加大油门。由此我们可以分析出，飞机在飞行时，如果低于目标高度，飞行控制油门加大，会导致空速增加，进而导致飞行控制杆，于是飞机上升；当飞机高度高于目标高度时，飞控油门减小，导致空速减小，于是飞控再次控制推杆降低高度。这种控制方式的优点是飞机始终以空速为第一要素进行控制，从而保证飞行安全，特别是在发动机熄火等异常情况发生时，使飞机能够持续安全，直到高度下降到地面。这种方法的缺点是高度控制是间接的，所以高度控制可能会有一些滞后或波动。第二种控制方法是:设定飞机平飞时的迎角。当飞行高度高于或低于目标高度时，根据高度与目标高度的差值，设定PID控制器输出的限幅爬升角，由飞机当前俯仰角和爬升角的偏差控制升降舵面，使飞机快速达到这个爬升角，尽快消除高度偏差。然而，当飞机的高度上升或下降时，空速必然会发生变化。所以用油门来控制飞机的空速，即当空速低于目标空速时，在当前油门的基础上加油门，当当前空速高于目标空速时，在当前油门的基础上减油门。这种控制方式的优点是可以第一时间对高度的变化做出反应，所以高度控制更好。缺点是油门失灵时，比如发动机熄火时，飞控会因高度降低而使飞机保持在有限的最大仰角，最终会因动力不足而失速。因此，根据实际情况选择两种控制模式。我们选择第二种控制模式，当空速低于一定速度时，我们认为出现了异常，立即切换到第一种控制模式，以保证飞机的安全。