近几年来，小型无人直升机以其体积小、噪音低、机动性好、隐蔽性高等特点开始受到人们广泛的关注，其应用范围扩展到了军事、民用及科研领域。许多国内外的专家学者也开始着手小型无人直升机的研发，但是构成它的系统非常的复杂，特别是它的控制系统，具有多变量、强耦合、时变性、非线性等特点，使控制变得异常困难。本文就针对这个问题提出了将具有响应速度快、控制精度高、鲁棒性好、适应性强的自抗扰算法应用到无副翼小型无人直升机的控制系统中的方案。首先对无副翼小型无人直升机的结构、特点进行了简要的介绍，接着通过对无人机各组成部件的受力情况和力矩情况进行了详细的分析，分别对它们进行数学描述，并依据空气动力学知识和运动学知识完成了小型无人直升机的数学模型的建立。其次通过对自抗扰算法的研究，了解其特性及原理，并结合之前对小型无人直升机特性的研究，设计出了三通道解耦的自抗扰控制器，并对控制器的参数进行了整定。再次利用Matlab仿真工具，建立小型无人直升机自抗扰控制系统的仿真平台。最后利用前面建立的仿真平台进行仿真试验，分别进行了无人直升机姿态控制性能测试、无人直升机的自主起飞性能测试以及无人直升机有阵风干扰下前飞的姿态校正性能测试。试验结果表明，将自抗扰控制器应用到小型无人直升机控制系统中是完全可行的，它能够精确且高效的控制小型无人直升机的飞行状态，并对系统的内外扰动给予准确的估计和补偿，从而达到了非常理想的控制效果。