四旋翼飞行器在危险地形勘探和侦察、航空拍摄和货物运输等领域都有着不可替代的作用。因其结构简单、设计成本低、应用范围广、易操作等特点,成为当今市场的一个新兴且具有较高关注度的研究方向。在四旋翼飞行器中,飞行控制器是其核心部件,是飞行器开发的重点和难点,一个完善稳定的飞行控制器对飞行器姿态控制起着至关重要的作用。本文对四旋翼飞行控制器进行了整体方案设计、可行性分析及软硬件开发,主要工作包括以下三个方面。1.搭建四旋翼飞行器的硬件实验平台。根据前期设计的预实现功能,选取相应的硬件设备。硬件平台主要负责实现四旋翼飞行控制器的各项功能调试,并为最终飞行器的实现构建平台。其主要工作方式为,主控芯片得到姿态传感器测得的当前机体姿态和遥控收发模块接收到操作者要求的机体姿态后,通过控制算法输出电机的转速信号并生成相应的PWM信号来驱动电机,改变机体姿态。2.针对传统的单回路PID控制算法的不足进行了改良,设计了一种新的双回路PID控制算法。通过使用角速度来代替传统单回路PID算法的角度对机体姿态进行控制,使得双回路PID算法相比于传统单回路PID算法,在控制精度、机体响应和在大型四旋翼飞行器的兼容性等方面都有明显改善。3.优化了软件系统架构。在角度姿态的获取上加入了滤波系统,抑制了电机导致的机架振动对姿态传感器的干扰,使控制算法获得的角度能更精确的反应当前的机体姿态。在由滤波器引起的系统时延可接受的前提下,显著降低了电机的工作负荷,提高了机体的操控性。