随着科学技术的快速发展，四旋翼飞行器凭借着优越的性能被广泛的应用于军用与民用各个领域中。因此，研究四旋翼飞行器具有重要的实际意义。本文以四旋翼飞行器研制为背景，展开对四旋翼飞行器动力学建模、控制、系统设计、姿态解算等问题的研究。主要研究工作如下:　　1.通过对四旋翼飞行器进行动力学分析，基于合理的假设与简化建立了飞行器的非线性模型。当飞行器处于接近悬浮状态时对非线性模型进行线性化，得到线性化模型。　　2.为了验证两种模型的准确性，对于线性化模型使用LQG算法结合PID算法设计了飞行器控制器，对于非线性模型使用广义终端滑模控制算法设计了飞行器的控制器，并对所设计控制器进行仿真验证。仿真结果表明，所设计的两种控制器均能有效对四旋翼飞行器进行姿态和高度控制。　　3.根据系统对机械结构、任务规划、控制精度等要求，设计符合要求的四旋翼飞行器系统。它主要分为机体结构和硬件电路设计两个方面:机体结构设计主要按照飞行器的精度和功能要求进行材料的选择和机身结构的设计，合理搭配驱动电机和旋翼完成飞行器的机体设计;硬件控制电路主要根据飞行器需要具备的性能进行模块化的设计，主要分为电源模块、控制模块、传感器模块、无线通信模块、地面站模块、电机控制模块。　　4.根据扩展卡尔曼滤波器原理和数据融合方法，结合四旋翼飞行器所搭载的陀螺仪、加速度计，地磁计等传感器设计了一套姿态解算系统，并通过实验验证了该方法的有效性。