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基于分层简化思想和混杂系统理论，设计了具有三层结构的小型无人直升机混杂控制系统：下层的运动控制层是由多个不同形式的单模态控制器构成的连续动态系统，每个控制器对应于直升机的一个飞行模态；中间的动作规划层进行多个单模态控制器之间的稳定切换，并给出直升机的飞行参考轨迹；上层的飞行调度层根据状态信息产生离散事件，发出控制器调度指令．采用分层混杂控制系统的小型无人直升机，在实际应用中完成了三维空间内的矩形航线飞行，实际飞行数据验证了控制系统的有效性．