امروزه در دنیا استفاده از بالگردهای خودکار مدل به سرعت رو به افزایش است. پرواز درجا (هاور) و نشستن و برخاستن در یک فضای محدود از جمله مزایای بالگرد نسبت به دیگر وسایل نقلیه می باشد و به همین دلیل کنترل و ساختن یک خلبان خودکار برای آن در سال های اخیر مورد توجه واقع شده است. از طرفی به علت طبیعت شدیدا ناپایدار و مشخصات غیرخطی و غیر مینیمم فاز و همچنین چند وروی-چند خروجی بودن سیستم بالگرد، طراحی کنترل کننده برای آن با مشکلات فراوانی روبروست. هدف ما در این پایان نامه، طراحی یک کنترل کننده برای بالگرد است، به طوری که آن را پایدار نموده و قادر سازد مسیری از پیش تعیین شده را دنبال کند. برای این کار ابتدا مدل ریاضی غیرخطی بالگرد را با حداقل پیچیدگی به دست می آوریم و آن را شبیه سازی می کنیم. سپس اقدام به طراحی یک کنترل کننده ی سلسله مراتبی، متشکل از یک کنترل کننده ی پایدارساز به منظور پایدار ساختن سیستم در نقاط کار مختلف و یک کنترل کننده ی ردیاب برای طراحی مسیر و دنبال کردن آن، خواهیم نمود. نهایتا یک مسیر مارپیچ بالارونده را به عنوان مسیر موردنظر طراحی می کنیم و سیستم غیرخطی را با استفاده از کنترل کننده ی مرتبه ای فوق در این مسیر شبیه سازی خواهیم نمود.