飞行控制系统是提高旋翼飞行器飞行稳定性和安全性的重要设备,飞行动力学模型是进行飞行控制系统设计的重要基础。由于旋翼飞行器固有的复杂性,传统机理建模方法很难得到高置信度的飞行动力学模型,系统辨识技术是提高建模精度的有效手段之一。针对常规辨识方法在旋翼飞行器建模应用中遇到的困难,本文开展了适用于旋翼飞行器建模的频域辨识方法研究。首先,本文基于样例旋翼飞行器建立了线化的飞行动力学模型,设计了增稳飞行控制律,在MATLAB/Simulink中建立了仿真实验平台并开展了仿真试验。其次,本文建立了基于线性调频Z变换、窗口尺寸优化以及MIMO系统轴间解耦的改进频域非参数辨识方法,并对样例旋翼飞行器进行了辨识和验证。结果表明,本文方法提高了旋翼飞行器这类耦合系统频响函数计算的精度。接着,本文建立了基于递推最小二乘法和频域输出误差法的频域状态空间模型参数辨识方法,进行了样例旋翼飞行器的状态空间模型辨识和验证。同时,本文还与现有时域方法进行了对比研究,结果表明本文建立的频域辨识方法效率和精度更高、数值稳定性更好,且得到的模型更符合物理意义。最后,本文搭建了四旋翼飞行器飞行试验平台,开展了飞行试验,并对试飞数据进行了分析和综合处理。基于本文建立的辨识方法对四旋翼飞行器进行了非参数辨识和状态空间模型参数辨识及验证。结果表明,本文建立的辨识方法能够有效的辨识出四旋翼飞行器的频率响应特性以及状态空间模型,并且易于在工程上进行应用。