微型多旋翼飞行器（Micro Multi-rotor，MMR）以结构轻巧、飞行稳定、成本低廉的特点受到国内外的广泛关注，已在民用和军事领域得到了初步应用。本文以MMR的控制与系统实现为目标，着重开展了一系列研究工作，具体如下。首先针对平衡点附近线性化的MMR模型设计了P-PID控制器，以实现姿态、高度、位置的稳定控制。鉴于PID对非线性系统控制的局限性，本文针对MMR每个通道的特征，引入Integral-Backstepping非线性控制方法，从最低阶系统开始基于Lyapunov理论设计了易于实现的非线性控制器，对姿态、高度和位置实现了增稳控制。单隐层神经网络对非线性函数的在线逼近功能使其在飞行器控制中得到了广泛应用，并成功应用于小型无人固定翼飞机、单旋翼直升机和涵道式直升机，本文借助于该方法设计了内外回路结合的MMR位置增稳控制器。内外回路参考模型输出作为伪控制指令，实际系统对参考模型的跟踪误差采用PD控制器提高响应速度，近似逆模型与实际系统的非线性误差通过单隐层神经网络在线抵消，最终达到对MMR位置、姿态的综合控制。针对单个MMR的姿态、位置控制算法，本文设计了飞行控制器硬件平台，并在此平台上开发了具有较强扩展功能的嵌入式飞行控制系统，完成了姿态稳定、高度保持、定点悬停、轨迹跟踪等飞行试验，充分说明了所研究控制方法的有效性和稳定性。在实现单个MMR稳定控制和实际验证的基础上，本文对多MMR的编队问题也进行了探索研究。通过定义编队保持误差和指令跟踪误差，设计了用于MMR飞行过程中平滑消除两种误差的控制律，该控制律能够通过调节MMR的飞行速度同时调节多个MMR的相互距离和指令信号的更新速度，使其能够保持队形向目标位置运动。仿真分析验证了控制律的有效性。