四旋翼飞行器具有结构简单、操纵灵活、可垂直起降、自主起飞和着陆等优点被广泛的应用于军事领域和商业领域。本文针对四旋翼飞行器在姿态控制中存在抗干扰能力差、稳定性不高等问题,设计了一种新型的四旋翼飞行器姿态控制系统。该系统采用惯性传感器实时检测飞行器的状态,利用多源信息融合技术和姿态检测控制器解算出飞行器的姿态位置,再通过驱动装置完成整个姿态系统的控制。首先,分析了目前国内外四旋翼飞行器姿态控制系统的研究现状和发展趋势,并结合四旋翼飞行器的结构特点、工作原理以及设计要求,提出了四旋翼飞行器姿态控制系统的总体设计方案,为后续系统的软硬件设计提供基础依据。其次,采用模块化设计方法对姿态控制系统进行了详细的硬件和软件设计。在硬件上,主要完成了传感器检测电路、电源电路以及电机驱动电路设计；在软件上,完成了主程序、传感器检测程序以及电机控制程序设计。然后,利用牛顿-欧拉公式建立四旋翼飞行器的动力学模型,并采用小扰动假设法对模型进行线性化处理。选用卡尔曼滤波器结合遗传算法PID参数自整定策略对姿态控制进行优化,并在Matlab中对该算法进行仿真。最后,为了验证所提出的设计方案以及控制策略的有效性和可行性,对四旋翼飞行器样机进行了悬停飞行实验。实验结果表明,本文所研究的四旋翼飞行器姿态控制系统具有较强的稳定性和抗干扰能力,实现了四旋翼飞行器的平稳飞行,达到了预期的设计目标。图46幅,表6个,参考文献67篇