在现代化的今天,尤其是在军事领域内,小型无人直升机正在逐步地取代有人直升机和固定翼飞机。由于其具有的低成本、机动性能好、效费比好、可完成多种作战任务和无人员伤亡等优点,已经被广泛关注。本文对小型无人直升机飞行姿态的控制进行了研究,选用“雷虎Raptor 50 V2”小型无人直升机模型为研究对象。对小型无人直升机的线性化运动学方程做了介绍,采用系统辨识方法确定小型无人直升机的纵-横向简化模型。通过基于遗传算法整定的PID控制器对纵向模型进行控制,利用MATLAB仿真软件进行俯仰角的阶跃响应模拟仿真。仿真结果表明基于遗传算法整定后的PID控制器比经典控制下的PID,其性能更好,控制效果更好。根据仿真结果和小型无人直升机的原始参考数据,调整参数,优化纵向模型。基于遗传算法的线性最优控制理论也是本文讨论研究的重要内容之一。首次验证了在小型无人直升机的纵向控制中基于遗传算法的线性最优控制理论设计的控制系统比二次型控制的稳定性更高一些。本文采用的最优控制方法通过遗传算法的寻优后,得到最优的加权矩阵Q和R,当选定的Q和R一定后,则可求得黎卡提方程有且仅有唯一解。选用Motorola公司的MC9S12XS128单片机作为主控制器,实现舵机的控制和数据的传输。在数据传输部分,采用FT1100无线模块,通过设定的数据协议,传输到基于MFC(Microsoft Foundation Classes)编写的控制系统数据显示终端进行显示。基于MFC的显示使系统运行效率更高,实时处理速度更快。舵机控制部分中,调整其占空比来获得小型无人直升机姿态的调整。