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四旋翼飞行器非线性、强耦合以及欠驱动的特性极大地增加了算法设计与姿态控制的难度。为了减少四旋翼飞行器飞行过程中不必要的干扰因素和事故率，自主设计了四旋翼飞行姿态测试平台。通过对系统进行受力分析和动态建模，采用能够快速稳定的双闭环串级PID控制算法设计了姿态控制器，并使用卡尔曼滤波算法进行姿态估计，然后分别在Matlab环境和平台上验证了飞行姿态的稳定性。实验结果表明了平台设计的合理性和可行性，是一种有效的四旋翼飞行姿态测试平台。