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分析了四旋翼飞行器控制的欠驱动、强耦合等问题,利用牛顿—欧拉方程建立四旋翼飞行器的动力学模型;对该模型合理简化后,设计一种由内环姿态控制和外环位置控制组成的双回路PID控制器。针对系统的静态特性、动态特性和可靠性等要求,将系统分为系统层、子系统层和参数层,建立系统的多目标优化指标,运用层次分析遗传算法对系统进行PID参数整定。将控制器和整定得到的参数用于四旋翼飞行器系统后,室外飞行实验表明飞行器能在室外做满足工程精度要求的飞行。