近年来,一种结合旋翼无人机和固定翼无人机优点的新型无人机—倾转四旋翼无人机(UQTW)引起了很多科研工作者和工程人员的注意。该无人机兼具可垂直起降、机动性强与大航程高速度的优点,在军用与民用领域具有广泛的应用前景。本文以UQTW为研究对象,重点研究了UQTW在过渡飞行阶段和垂直起降阶段的姿态控制方法。首先,本文针对实际情况进行了微控制器、执行器和传感器等器件的选型;然后对倾转四旋翼无人机的飞控电路与通信系统进行了介绍；最终搭建了倾转四旋翼无人机的硬件平台。其次,本文对UQTW进行动力学分析,得到了UQTW的数学模型并做了相应的简化处理。在此基础上,针对过渡飞行模式设计了基于自适应反步法的姿态控制系统,针对垂直起降模式设计了基于模型参考滑模的姿态控制系统。并且,由于所设计的控制系统是基于反馈的闭环系统,所以本文设计了一套基于四元数和梯度下降法的多传感器数据融合姿态解算方法。然后,本文对所设计的控制系统进行了仿真实验。仿真结果表明,在过渡飞行模式下,本文所设计的姿态控制系统可以使得无人机在低速飞行的状态下实现姿态控制并可以平稳过渡；在垂直起降模式下,本文所设计的姿态控制系统可以稳定地跟踪遥控器给定的信号从而实现姿态控制。最后,本文在UQTW平台的基础上,设计了嵌入式飞控软件,实现了垂直起降模式下的姿态控制方法。实验结果表明无人机在垂直起降模式下的姿态控制有较好效果。