与普通飞行器相比，四旋翼飞行器具有操作灵活，结构简单的优点，可在复杂恶劣的环境下执行特定任务，广泛应用于军事、民用等领域。四旋翼飞行器具有非线性、强耦合的特点，其控制方法一直是国内外学者的研究热点。本文在自制四旋翼飞行器的基础上，论述了四旋翼飞行器的研究进展，研究其控制方法和稳定性问题。本文主要研究工作为：　　分析了四旋翼飞行器的基本原理和动力学特性，建立了四旋翼飞行器的动力学模型。提出了四旋翼飞行器的设计方案，并进行了元件选型、电路设计与制作，最终搭建了四旋翼飞行器硬件实验平台。同时分析了GPS定位原理及输出数据协议，得到了四旋翼飞行器定位数据。　　论文针对四旋翼飞行器的控制问题，研究了基于PID的控制算法。通过四元数对飞行器姿态描述，提出了一种梯度下降法姿态滤波器的融合算法，根据简化的动力学模型，将姿态控制分为三个独立通道，采用串级PID姿态控制器，并对高度进行单独PID控制。通过多次修改PID参数进行实地测试，结果表明该算法能有效、稳定控制四旋翼飞行器飞行，达到预期效果，具有一定的可行性。　　通过实地飞行测试，对多种条件的实验进行了分析对比总结，并对本课题进行了展望。