近年来,无人机相关领域的研究已是热门方向之一。但是,目前无人机研究的实证环节存在如下两点问题:其一,无人机的部分研究工作只限于理论层面,缺乏实验验证,使得更深层次的优化工作无法进行;其二,当前部分院校拥有的无人机实验验证平台的性能比较差,不能提供更加精确的验证标准。针对以上问题,本文基于Optitrack光学定位系统,设计了多无人机飞行控制实验系统,旨在为无人机的控制研究提供可靠的实验平台。本文的主要工作如下:首先,本文完成了 Optitrack光学定位系统的搭建和室内摄像机的布局与调试,使摄像机捕捉最大的视野范围。并选择了各方面性能优良的MATLAB和ROS系统作为上位机软件来运行控制算法和作为通信中转,这样不仅提升控制算法的运算速度而且也减轻了运动体硬件的计算压力。其次,本文完成了上位机和无人机之间的通信。首先利用PPM通信设计了多运动体通信控制装置来解决上位机和无人机之间的通信,随后对通信性能进行了测试实验。然后利用ROS系统完成了与装载ROS系统的无人机之间的通信。对上述两个实验方案均作了飞行控制的验证,达到了良好的效果。再次,本文利用树莓派开发板来设计四旋翼无人机控制系统。完成了树莓派的开发环境配置、无人机建模工作、底层控制算法的推导和仿真工作,并利用卡尔曼滤波算法对传感器和遥控信号进行滤波处理,从而完成了四旋翼无人机的控制系统的软件设计。最后,本文提出了基于前馈的串级PID轨迹跟踪算法,在MATLAB中编程实现,并应用到飞行控制实验系统上已取得了良好的轨迹跟踪效果。同时也验证了多无人机飞行控制实验平台的性能。