无人旋翼机与传统直升机和固定翼飞行器不同,由于其较为独特的飞行特性,相对普及应用于军用以及民用领域。由于该型无人旋翼机是一个多变量、高度非线性、强耦合的高阶控制系统,使得设计高性能控制策略面临很大挑战。本论文以独自设计的无人旋翼机为研究对象,不同于常规旋翼机的是采用了双发动机变推力轴线控制的方式。通过对该型无人旋翼机的结构和受力特性研究,建立相关的数学模型,针对独特的外在构型和相应的操纵机构从工程的角度,研究设计了无人旋翼机的飞行控制策略,进行了飞行控制系统实现和仿真试验。为今后将先进控制理论应用于该型无人旋翼机奠定了基础。首先,根据空气动力学和运动学原理,分析其独特的外在构型和操纵机构,采用分部件建模的方法分别建立了无动力旋翼桨盘、变双发动机推力轴线、机身机翼、水平尾翼和垂直尾翼的数学模型,基于偏差小扰动方法对其进行线性化分析,对其进行操纵响应性分析,为后续无人旋翼机的控制策略设计奠定基础。然后,在数学模型的基础上开展无人旋翼机自主飞行飞行控制策略研究,从实际工程角度出发,针对该型旋翼机的姿态控制、高度控制、速度控制、转弯航迹控制方面的控制特点,设计相应控制策略,通过仿真试验来验证旋翼机控制律的有效性。考虑该型旋翼机的特殊构型,进行滑跑起飞控制研究,开展外场滑跑起飞试验。最后,研究了该型无人旋翼机飞行控制系统的工程实现,设计了基于DSP的机载飞控系统和基于人机交互界面的地面测控系统,主要介绍了两部分的各个硬件组成和软件逻辑设计,构建了无人旋翼机地面半物理仿真系统,并在该仿真平台上开展全飞行任务的仿真试验,综合验证任务逻辑的合理性和飞控策略的有效性。