随着我国电网建设规模的不断扩大,输电线路巡检工作迎来了更大的挑战,面对人工巡检中效率低、风险高、经济性差等诸多问题,更加安全、高效、快捷的线路巡检无人机开始走进了我们的视野,并且正在逐渐取代传统的人工线路巡检。输电线路巡检的主要目的是提高线路运行的安全性和稳定性,这就要求线路巡检工作必须在对线路本身的干扰尽可能小的情况下完成,输电线路巡检工作通常是在复杂多变野外环境中进行的,这就对无人机的飞行控制性能提出了更高的要求,为了解决这一问题,本文结合国内外研究现状,在前人成果的基础上展开了以下研究工作:首先,通过对线路巡检无人机的关键技术进行讨论,分析了无人机在线路巡检中自主避障功能和自动定距巡线功能对于无人机飞行控制性能的依赖性,进而对无人机的飞行控制进行深入研究,阐述了无人机飞行控制的原理,并建立了无人机姿态控制模型。然后,针对整数阶控制器下无人机响应速度慢、灵敏度低,无法满足无人机在电力线路巡检中输电线路追踪飞行稳定性的问题,提出了无人机控制器的改进思路:设计分数阶控制器以替代原本的整数阶控制器。然后,为巡线无人机的四种飞行姿态(俯仰、翻滚、高度、偏航)控制回路设计分数阶控制器,并在Matlab/Simulink中进行仿真验证,通过对分数阶控制器和整数阶控制器的阶跃响应特性,以及无人机对于特定航线的三维追踪误差进行对比分析,验证了分数阶控制器相对于传统整数阶控制器的优势:响应速度快、超调量小、稳定性好,说明了分数阶控制器的引入极大的提高了无人机系统的姿态控制性能,有助于无人机在线路巡检工作中更应对复杂的工作环境和实现更好的线路追踪。