本课题来源于国家自然科学基金项目——多自主飞行机器人紧耦合协调控制中的关键基础技术研究。本论文是此项目的基础性研究内容，是后继研究的关键和基础，具有极强的工程应用背景。 本文主要针对小尺寸，带旋翼型无人机自主飞行控制的研究。简单介绍了无人机飞行控制的特点和国内外研究现状。结合研究对象，对模型级尺寸直升机进行了严格的数学推导，给出了其刚体运动学和动力学模型。为实现计算机控制算法的仿真、模拟飞行和理论研究奠定了基础。文中提出了自主飞行系统的全局控制策略框图，包括地面控制站和机载控制系统，其中地面站是多台基于Linux系统的PC，机载控制系统是基于DSP的各模块组合。对飞行模拟软件的试验数据进行了详细的数学分析与研究，给出了三种飞行状态下直升机系统辨识模型结果，为真实飞行试验奠定了基础。本文从模拟飞行软件数据采集、分析以及实际硬件设计、真实飞行试验两个方面，结合实际有效的飞行控制策略，深入研究探讨了模型级尺寸VTOL的自主飞行。