针对编码器测角精度有限的三自由度直升机教学与科研平台，从多刚体系统的视角，开展了三刚体动力学建模、多通道耦合动力学参数辨识、电机-螺旋桨升力组件特性辨识、模型线性化处理与分析、模型特性验证等全链条工作，最终获得了可以直接用于基于模型控制设计的标称模型，并从模型描述平台特性的完整性和精确性方面，开展了大量对比实验。基于该标称模型，设计并实验验证了两个“前馈+基于线性二次型调节器的反馈控制”角轨迹跟踪控制器，获得的角轨迹跟踪控制精度水平可作为其他高精度算法的对标对象。