倾转旋翼飞行器既具有直升机的垂直起降、空中悬停的特点又具有固定翼飞机的高速巡航性能。本文主要研究倾转旋翼飞行器的非线性动力学建模问题,为控制系统设计提供基础,并建立可视化仿真平台,将倾转旋翼飞行器仿真数据以可视化的方式展现。针对倾转旋翼飞行器结构复杂的问题,对倾转旋翼进行模块化建模,将倾转旋翼飞行器划分成旋翼短舱、机翼、机体、平尾、垂尾和起落架等部分,分别建立气动模型,在建模的过程中充分考虑各部件之间的气动耦合特性,考虑了旋翼下洗对机翼的影响,建立了仿真模型,得到全飞行模式的倾转旋翼飞行器非线性动力学模型。根据倾转旋翼飞行器的六自由度运动学方程,在Matlab/Simulink环境中建立了数值仿真模型,分析了操纵响应特性。通过在配平点采用“小扰动”方法,得到倾转旋翼飞行器线性动态学模型。采用PID控制器设计了俯仰姿态控制回路,通过模型配平法对控制器参数进行整定。针对滚转和偏航通道耦合问题,设计了LQR最优控制器进行解耦,实现了滚转与偏航的稳定控制。结合XV-15倾转旋翼飞行器模型数据,利用FlightGear与Simulink平台进行联合仿真,对倾转旋翼飞行器的实验仿真数据进行可视化,从而建立了倾转旋翼飞行器可视化仿真平台,为倾转旋翼无人机的相关研究工作奠定了基础。