倾转旋翼飞行器是一种既可垂直起降又可以快速前飞的卓越飞行器。但从旋翼模式过渡到固定翼模式的倾转过渡过程控制难度较大,不易实现。而倾转四旋翼飞行器由于在机身上对称增加了一对旋翼,使得倾转过渡过程中,飞行器的重心始终维持在四个旋翼的中心,其纵向平面的稳定性加强,从而使所设计的飞行控制律鲁棒性更强,抗干扰能力也大大增加,有效地降低了飞行器的控制难度。倾转四旋翼飞行器有“工”字和“十”字两种构型,本文针对项目设计的“十”字型倾转四旋翼飞行器构型,提出了在倾转过渡过程中采用分步倾转的飞行控制策略,采用模块化建模方法,分别建立了倾转四旋翼飞行器的旋翼、机翼、机身、尾翼等气动模型,根据其飞行模式和运动方程,构建了倾转四旋翼飞行器的全模式飞行力学模型。在此基础上,针对飞行力学模型中线性较强的四旋翼飞行模式与固定翼平飞模式,采用串级PID控制方法进行飞行控制律设计,而对其非线性较强的倾转过渡飞行模式的控制律设计,则采用模糊自适应PID方法。随后,分别对三种飞行模式的滚转、俯仰、偏航和高度的控制进行了仿真分析,完成了飞行器飞行过程的可视化。进一步开发了基于PIXHAWK的整机飞控系统,以及基于ARM芯片的各硬件模块,编写了相应的测试与通信程序,研制了实验样机,开展了飞行器的外场试飞,对研制的“十”字型倾转四旋翼飞行器的飞控系统和飞行控制律进行了验证。