目前，传统PID控制器因其通用性已经成为了开源飞控的主流算法，但是由于是线性控制器，其局限性也是显而易见的。本文针对四旋翼无人机的姿态控制的难点，在传统PID控制算法的基础上，提出了串级模糊PID控制算法，该算法构造了一个串联型模糊PID控制器，并用陀螺仪数据代替角度的微分，减小了误差的引入。实验结果表明，串级模糊PID算法具有鲁棒性好，调节速度快，超调量小等优点，在提高控制质量的前提下也保留了PID控制器不依赖精确数学模型的特点。