四旋翼飞行器是一种可垂直起降的飞行器,其设计涉及多学科领域。四旋翼飞行器不需要复杂的机械传动装置,结构简单,它的飞行动作全由前后、左右两组螺旋桨的转速差来控制,实现悬停、前飞、侧飞和倒飞等动作。现今关于四轴飞行器的控制算法越来越多,随着飞行器的稳定性基本得到解决,灵敏度和快速性变得越来越重要。线性二次调节器可兼顾系统的四个性能指标(快速性、准确性、稳定性、灵敏度),主要应用于震动系统的控制算法解决。本文对四旋翼飞行器的历史和现状进行了细致的调研,介绍了国内外的各时期的典型四旋翼飞行器,然后对四旋翼飞行器悬停的控制算法进行了研究,并通过计算机仿真加以验证。论文的主要工作如下：首先对地旋翼飞行器的结构和工作原理进行了具体的叙述和分析。给出了飞行器每个动作的具体受力分析。描述了线性二次最优控制的工作原理。其次对四旋翼飞行器机架进行建模。这里选取机架坐标系和地面坐标系两个坐标系,推导出两坐标系之间的转换矩阵,并根据牛顿定律推导出两坐标系下各个物理量相互转换的公式。对电机进行建模。根据不同电机的输入电压与输出拉力的关系列出方程,分析受力时机体的运动趋势,列出公式。然后根据上述建立的模型设计了系统的线性二次控制器,阐述了线性二次控制器的基本原理,列出推导公式,并选取合适的加权矩阵作为系统的反馈,实现四旋翼飞行器的最优控制。最后应用MATLAB/Simulink中实时窗功能,对飞行器进行实时控制。阐述了实时控制时软件和硬件的设置。给出了系统框图。之后对于系统中会产生的噪声进行分析,使用了8阶巴特沃思滤波器进行滤波,得出了滤波后各个传感器的输出波形,并与不进行滤波的波形进行对比。我们发现使用Matlab中的Simulink仿真出使用线性二次控制器的波形,可以在较短时间内到达飞行器悬停的稳定状态。而使用了8阶巴特沃思滤波器进行滤波后,原本的波形明显清晰了,甚至可以分析出每个时刻飞行器的状态。