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由于四旋翼飞行器的控制系统存在非线性、强耦合性、欠驱动性等问题,在捷联惯导测量单元中的累积误差大,导致姿态控制系统设计困难。为解决上述问题.提出了扩展的卡尔曼滤波器和UD分解滤波算法相结合的方式,并结合经典PID控制算法.实现了四旋翼飞行器的姿态控制系统的优化设计。经过仿真验证和实际测试表明,扩展的卡尔曼滤波器和UD分解滤波算法能够得到长时间稳定高精度的姿态数据.再应用PID控制算法,能够实现四旋翼飞行器稳定有效的姿态控制输出,达到了设计的目的。