直升机具有复杂的动力学特性和多变的飞行状态,其动力学特性随着飞行高度和飞行状态而发生相应的变化,且具有非线性、多变量耦合等特点,通常难以用精确的数学模型来描述。通过对直升机系统进行建模、设计、仿真与实验,可以推动和加深控制理论和技术在复杂控制系统中的应用。因此,研究直升机的控制理论方法与控制器的设计具有很强的实际意义。本文以固高科技公司研制的三自由度直升机模拟装置为控制对象,研究控制理论及应用问题。该系统作为一个实验装置,形象直观,结构简单；作为被控对象,是一个复杂的多输入多输出系统,只有采用行之有效的控制方法才能使之稳定。本文主要是对其控制方法进行了研究,主要内容如下：(1)分析介绍了系统的组成,并且分三个自由度对系统进行了建模,推出系统的状态方程,对系统模型进行了分析。(2)研究了传统控制方法在MATLABF的实现,主要是PID控制和LQR最优控制,并对两种方法进行了MATLAB下的仿真。(3)结合现有神经网络控制理论知识,研究和分析神经网络控制结构和算法。设计了PID神经网络控制器,进行了MATLAB下仿真控制。仿真结果表明,与LQR控制方法相比,本文所设计的PID神经网络控制器具有控制精度高、响应速度快的优点。