四旋翼飞行器结构简单、控制灵活、可垂直起降，拥有其他飞行器不具备的卓越性能。飞行控制器是四旋翼飞行器最核心的部分，飞行器通过飞行控制器与外界进行交互并控制机身自主飞行。飞行控制器的设计包括硬件电路设计、控制算法设计以及软件设计三个部分。本文针对飞行器的自主控制系统进行研究，主要完成以下几个工作:　　(1)根据飞行器系统需求，对微处理器、动力系统、传感器以及数据传输模块进行了分析与选型，并提出了合理的硬件设计方案，搭建了完整的飞行器硬件开发平台。　　(2)研究了飞行器的核心算法部分，主要包括姿态解算算法和PID平衡控制算法。从理论上分析对比了单环PID和串级PID的差异，然后通过理论和实验两个方面探究了PID算法中各个参数的意义。　　(3)软件设计了传感器的底层驱动，包括微处理器和传感器的通信、遥控器信号的解码、无线数据的传输等;将算法在硬件平台上得到了实现，包括四元数运算的实现、PID平衡算法的实现、定点导航的实现等。最终完成了整个四旋翼飞行器系统的设计。　　经过测试，飞行器可完成基本的飞行动作，并将飞行姿态角回传至地面站。