三自由度直升机具有复杂的动力学特性和多变的飞行状态,其动力学特性随着飞行高度和飞行姿态而发生相应的变化,且具有非线性、多变量耦合等特点,通常难以用精确的数学模型来描述。通过对直升机系统进行建模、设计、仿真与实验,可以推动和加深控制理论和技术在复杂控制系统中的应用。本文以固高公司研制的三自由度直升机模型为控制对象,该系统作为一个实验装置,具有形象直观,结构简单的特点。作为被控对象,是一个复杂的多输入多输出系统,只有采用行之有效的控制方法才能使之稳定。本文主要是对其控制方法进行了研究,主要内容如下：(1)首先分析介绍了系统的组成和特点,并且分三个自由度对系统建立数学模型,推出系统的状态方程,对系统模型的具体性能进行分析。(2)研究了传统控制方法主要是PID控制和LQR(linear quadratic regulator)最优控制在MATLAB下的实现,并对两种方法进行MATLAB下的仿真。(3)结合模糊控制的理论知识和基本原理,设计了模糊控制器,并进行MATLAB下的仿真。(4)结合现有神经网络控制理论知识,研究和分析神经网络控制结构和算法。设计PID神经网络控制器,进行了MATLAB下仿真控制。(5)对本课题进行分析总结,分析该课题研究过程中的不足,并对后继工作进行展望。