倾转旋翼无人飞行器相当于固定翼无人飞行器和四旋翼无人飞行器的结合体。在不同飞行状态使用不同的动力系统,既可以垂直起降也可以高速平飞,与直升机和固定翼、四旋翼飞行器相比在机动性、飞行速度、执行任务效率上具有极大优势,在民用和军用领域应用前景广阔。本文主要对倾转旋翼无人飞行器飞行控制器进行研究和设计,建立飞行控制器的Matlab/Simulink仿真模型并进行仿真研究。主要研究内容如下:(1)飞行器空气动力学建模。分析飞行器各部件组成及相互影响关系,选择适当的控制参数,尽量克服固定翼与四旋翼、机身间的相互干扰,分析不同飞行状态下固定翼阻力,通过线性拟合的方法研究四旋翼转速与升力间的关系,建立飞行器各部分空气动力学模型;(2)不同飞行模式下飞行控制算法研究。根据建立的空气动力学模型,对飞行稳定性展开研究,设计飞行器直升、过渡、平飞三种模式下串级PID飞行控制算法,通过在Matlab/Simulink仿真实验,验证了三种模式下的飞行控制算法的可行性;(3)飞行器控制系统设计。根据设计的飞行器三种模式下的飞行控制算法,依据仿真结果及相关参数进行飞行器的硬件系统选型和软硬件设计,并通过飞行实验验证可行性。采用本论文设计的倾转旋翼无人飞行器在直升、过渡、平飞三种模式下能够达到飞行控制器姿态控制及稳定性要求。飞行控制器在直升模式下能达到设置的姿态角及飞行高度要求,过渡模式下四旋翼和固定翼受力切换平稳,平飞模式下实现定高转弯及飞行,具有一定的可行性和应用价值。