微小型四旋翼无人直升机是一种结构简单、飞行方式独特的垂直起降无人机,在很多领域都有着广阔的应用前景。本文以四旋翼无人直升机为研究对象,根据微小型四旋翼直升机的动力学特性建立了数学模型,研究了反步控制方法,并设计了基于该方法的控制器。此外本文在该方法的基础上,提出了改进方法,并通过仿真试验进行了验证。主要研究工作如下:首先,分析了微小型四旋翼无人直升飞机的特点和飞行运动方式,通过牛顿第二定理,推导出微小型四旋翼无人直升机动力学模型。并简化了模型。其次,针对微小型四旋翼无人直升机的欠驱动等特性,基于反步法设计微小型四旋翼无人直升机飞行控制系统,利用Lyapunov方法证明其稳定性,并通过仿真试验对算法有效性进行了检验。再次,考虑外界有干扰情况下,标准反步法控制器不能有效地抑制常值等形式的干扰,并在考虑系统响应特性的基础上,引入积分控制项对标准反步法控制器进行了改进设计,并通过仿真试验,验证了所得控制器的合理性与有效性。最后,针对标准反步法控制器轨迹跟踪精度不高的问题,将标准反步法与变结构控制相结合,设计的控制器使系统具有良好的跟踪性能,同时改善了系统的动态性能。通过仿真试验验证了算法的可行性。