小型无人直升机以其可以悬停、垂直起飞、侧飞、后退、低空并且体积小、噪音低、机动性好、隐蔽性高等特点受到人们广泛的关注,无论是军事、民用及科研领域都有非常好的应用前景。研究无人直升机的建模与飞行控制具有很重要的理论意义和实际应用价值。然而由于无人直升机是一个典型的多变量、强耦合、时变性、非线性等特点的系统,对于无人直升机的科研是一个很有挑战性的任务。首先,本文以某小型无人直升机为研究平台,对小型无人直升机各组成部件的受力情况和力矩情况进行了详细的分析,并分别对它们进行数学描述,然后根据空气动力学知识和运动学知识完成了小型无人直升机的非线性模型的建立。其次,对于所建立的非线性模型,由于直接采用非线性控制,实时性差,不利于控制器的实现,因此本文基于建立的非线性模型,通过Jacobian线性化方法将其转化为线性变参数(LPV)模型。并以预测控制理论为基础,设计出一种基于准Min-Max预测控制的控制器,通过求解线性矩阵不等式(LMI)获得该控制器的最优解,对小型无人直升机进行控制。最后,进行仿真分析,结果验证了该控制算法的有效性,可以很好的控制直升机的姿态,满足系统要求。