可倾转翼四旋翼飞行器是近年来无人机领域的一次重要创新，它既可以以直升机模式垂直起降和悬停，也可以以固定翼模式高速巡航，此外四旋翼结构使它还具有较大的载重量。这些优势使可倾转翼四旋翼飞行器具有重大的使用价值和广阔的发展前景。本文重点对可倾转翼四旋翼飞行器垂直起降模式的控制系统进行研究。　　首先，根据项目需求进行了机身设计和控制系统硬件设计，给出了微控制器、传感器和执行器等主要器件的选型，并在考虑电磁兼容和系统功耗的情况下对电路板进行了优化设计，最终完成了可倾转翼四旋翼飞行器的实验平台。　　其次，对构建的可倾转翼四旋翼飞行器进行了动力学分析，得到了其非线性动力学模型，并经过合理的假设推导出了垂直起降模式线性化后的动力学方程。传感器是控制系统反馈信息的重要来源，为了滤除传感器噪声，分别使用了扩展卡尔曼滤波器和Mahony滤波器来推测精确的姿态角度，并通过仿真比较两者的性能。控制器设计采用了分层的思想，上层是位置控制器，下层是姿态控制器。位置控制器采用了双闭环PID控制方法，姿态控制器分别采用了线性二次型(LQ)控制方法和PID控制方法。并且通过仿真验证了控制器的有效性。　　最后，提出了控制系统的软件设计方案，并在实验平台上对部分控制算法进行了验证，飞行试验表明，本文设计的控制系统有效适用，可倾转翼四旋翼飞行器可以达到稳定的垂直起降。