近年来,无人飞行器在军事领域和民用领域中受到越来越广泛的应用。由于具有地勤保障要求低、机动性强、定点悬停、低空低速性好等优点,共轴双旋翼飞行器成为应用最广泛的飞行器之一,相较于多旋翼和固定翼飞行器,具有结构简单紧凑,气动性对称等优点。本文的研究目的是通过设计与搭建无人飞行器飞行仿真平台来测试共轴双旋翼飞行器的性能指标。通过分析共轴双旋翼飞行器的基本运行原理以及姿态调整原理,研究飞行器的运动学和动力学特性建立其六自由度数学模型,提出相关参数的获取方法。依照测试需求,利用三维建模软件设计完成了无人飞行器飞行仿真平台的机械结构,并实现了测试平台的搭建。针对共轴双旋翼飞行器进行性能测试,其中包括对共轴双旋翼飞行器单独上、下桨叶升力功率转速试验;双旋翼共同作用下的升力功率转速试验;模拟飞行时油门增加与发生偏航时桨叶转速扭矩试验,通过舵机影响操纵盘的角度变化的试验,来验证测试平台的可行性,分析待测飞行器的不足。针对共轴双旋翼飞行器姿态控制系统设计问题,本文综合考虑PID控制器（Proportion Integration Differentiation Controller,PID）简单和可靠性强等优点,在此基础上研究积分分离和抗积分饱和算法优化,提升系统的性能。为了提高共轴双旋翼飞行器姿态的控制精度,本文采用串级PID控制器,使系统实现无超调控制,提升系统稳定性和抗干扰性。对串级PID参数整定完毕的共轴双旋翼飞行器,利用测试平台进行振动测试试验以及实际飞行试验来进行对比验证。本课题通过理论分析和实验研究,利用设计的飞行测试平台对共轴双旋翼飞行器进行了测试与研究,为后续飞行器的控制策略的优化提供了一种有效的手段。