在航空器的发展过程中,与旋翼飞行器相比,固定翼飞行器具有速度快、航程远、载荷大的优势,而旋翼飞行器的优势在于垂直起降不挑场地和低空低速悬停监测。为了结合固定翼飞行器和旋翼飞行器的优点,倾转旋翼机被发明出来,其既可以垂直起降和低空悬停,又具有高飞行速度和远航程,空运能力也要强于普通直升机。近年来,航空器的无人化研究进展迅速,而在有人倾转旋翼机技术基础上的倾转旋翼无人机的研究方兴未艾,由于其具有的突出优势:垂直起降不需特定的起降点,可悬停监测,使得其研究逐渐成为热点。倾转旋翼无人机的结构特点是每个机翼翼端安装有能垂直及水平转动的可倾转旋翼组件,从而具有直升机模态、倾转过渡模态和飞机模态,在前两种模态下,控制操纵变量情况复杂,给飞行控制系统的设计带来较大的困难。本文主要研究倾转四旋翼无人机的控制系统的设计问题。本文基于dSPACE系统设计了倾转四旋翼无人机飞行控制的仿真系统,通过Simulink/RTW开发工具进行系统建模和仿真实验等实验。本文首先从固定翼飞行器与旋翼飞行器的对比引出介绍倾转旋翼飞行器,从有人倾转旋翼飞行器引申到倾转旋翼无人飞行器,以及倾转四旋翼无人机的介绍,同时分析国内外在此领域的研究现状。欲研究倾转四旋翼无人机,需要明确研究对象,本文选定在MATLAB/Simulink环境下,构建倾转四旋翼无人机的数学模型,同时,引入跟踪微分器,并建立非线性级联PID控制系统模型,利用模型动力学等方法进行飞行控制系统的设计。数学模型建立以后,进一步研究控制律时,在分析系统软件架构基础上,引入介绍本文研究工具软件dSPACE,并在此基础上,分析系统模型,建立倾转四旋翼飞行器的飞行动力学运动方程,并研究旋翼与机身之中产生的空气动力或者力矩。并且在建立的数学模型基础上,运用神经网络误差补偿算法设计飞行器的控制系统,并研究姿态控制等系统模式,分析其构成和功能情况。模型对象和控制律都已设计好后,再需要验证模型在控制律控制下的表现,故在Simulink软件中建立仿真模型,结合直升机模态和倾转过渡模态,分别进行飞行仿真验证试验。仿真试验结果表明,在模型动态等算法的基础上,设计研发飞行控制系统,进而控制倾转旋翼无人机,在技术上完全可行,值得后续深入研究。最后,总结归纳本文研究成果,本文通过搭建虚拟样机模型,对设计的飞行控制律进行仿真验证,以得到控制系统的优化方案,部分解决了目前多数实时仿真系统中出现的无法普及、研发周期长等问题。同时对倾转四旋翼无人机的研究方向进行了展望。