随着微电子技术和微计算机系统的发展与应用，微型无人机的研究与发展引起了国内外研究人员的普遍关注，其中微型四旋翼无人机由于其不可替代的优点备受关注。在微型四旋翼无人机的研究中，其硬件的构造以及核心部件飞控系统的设计，均是研究的重点问题。本文主要工作如下:　　首先，以微型四旋翼无人机为实验平台，针对其微型特性，对其整体及各个组成部件进行了选型组建。以实际实验平台为基准构建了立体三维软件模型，通过三维软件模型与相关实验获得了实际微型四旋翼无人机的不可直接测量的相关参数。　　其次，根据无人机坐标系的选择以及坐标系间的相互转换等相关知识，结合实际微型四旋翼无人机的分析与研究，建立了微型四旋翼无人机的数学模型。根据逆系统理论和动态逆方法，对所建立的模型进行分层线性化的设计;其中针对线性化后的全驱动模型设计了LQR控制器，对耦合性较强的欠驱动系统采用经典控制算法PD算法进行控制器的设计，从而实现了微型四旋翼无人机整体控制系统的设计。　　最后，根据所设计的控制器进行理论仿真并进行实际飞行实验，通过理论仿真和实际飞行两方面验证了所设计的微型四旋翼无人机控制系统的稳定性和鲁棒性。为实际微型四旋翼无人机进一步的开发及应用提供了有效的理论依据和实验平台。