无人直升机在军事和民用领域中有着广阔的应用前景,高精度机理模型的辨识和自主飞行策略是其核心技术。本文的研究对象是一架单旋翼带尾桨常规布局的轻型无人直升机,根据牛顿定律和动量矩定理建立其动力学全量运动方程；深入研究非线性系统辨识方法,并设计了增广最小二乘支持向量机；使用逆模解耦控制器进行姿态控制,通过分环控制方式实现无人直升机的速度和位移控制；最后设计飞行试验,对所设计的自主飞行策略进行实飞验证。首先对研究对象进行详细描述,介绍了机体坐标系和地坐标系,对无人直升机的主要部件进行空气动力学分析,建立六自由度运动模型。针对无人直升机具有的强耦合和非线性特点,深入研究了BP网络和最小二乘支持向量机这两种非线性模型辨识方法；对最小二乘支持向量机的正则化参数和核函数基宽进行分析,并将其加入到结构参数的求解空间中,针对增广求解空间中的这两个参数,采用差分进化算法进行求解；采集稳定悬停模态下的实际飞行数据进行辨识实验,验证增广最小二乘支持向量机在非线性静态模型辨识精度上的优势。无人直升机的飞行控制通过分环控制方式实现。内环姿态模型采用逆模解耦方法实现线性化与解耦,逆模型通过增广最小二乘支持向量机直接辨识得到,将逆模型串联到姿态模型前构成一个伪线性系统；为了对控制系统的跟踪性能和鲁棒性进行折中,设计带柔化器的P1D控制器,并对悬停模态下的控制系统进行仿真实验。采集实际飞行数据并进行预处理,提取训练集和验证集；采用增广最小二乘支持向量机对姿态逆模型进行辨识,构建逆模解耦控制器；通过飞行试验验证自主飞行策略的可行性。