近十年来,四旋翼飞行器因其结构简单、易于操控和姿态变换灵活等优点逐步被应用到各个领域而进入人们的视野。其中,稳定、可靠的飞行控制算法对保障飞行器的安全飞行意义重大。为此,本文基于模糊姿态控制算法,利用Padé逼近对其进行优化研究。根据本文选取的四旋翼飞行器的控制方式,对其进行动力学建模并得到数学模型;针对四旋翼飞行器控制系统,设计了飞控硬件系统的基本模块和接口,利用巴特沃斯滤波器对传感器数据进行滤波,以期提高姿态解算精度,运用四元数微分方程的姿态解算算法,获得准确的姿态信息;针对FLC姿态控制算法引入大量的计算复杂度和在少数情况下不稳定的问题,首次将FPC算法引入四旋翼飞行器姿态控制系统中,根据FLC中模糊规则制定模糊单一规则,利用最小二乘法确定Padé逼近中的未知参数得到FPC,通过系统仿真实现了四旋翼飞行器姿态的稳定控制。仿真结果表明,针对多变量、欠驱动、强耦合的非线性四旋翼飞行器控制系统,FPC姿态控制算法与FLC控制算法相比,在其他各个性能略优的前提下,FPC的计算用时比FLC快50倍左右;从实验结果分析,所设计的传感器模块、滤波器和姿态计算算法能准确反映飞行器的姿态信息;针对四旋翼飞行器姿态控制,FPC较FLC对系统的冲击小,稳定性强且调节范围广,并通过姿态稳定实验进一步验证了FPC姿态控制算法的有效性和可行性。