En este documento, se presenta un conjunto completo de procesos de modelado no lineal y diseño de controladores para un pequeño vehículo aéreo no tripulado (VANT) de ala fija eléctrica. Se derivan el modelo matemático no lineal y el modelo aerodinámico del pequeño VANT de ala fija. Se utilizó el método de dinámica de fluidos computacional (CFD) para obtener los coeficientes aerodinámicos del VANT, y los modelos de los componentes del sistema de propulsión se establecieron a través de experimentos. Dado que el modelo linealizado y desacoplado del VANT de ala fija tiene un gran error, se establece un modelo no lineal basado en Simulink, que se utiliza para diseñar y verificar los algoritmos de control. Basado en el modelo no lineal establecido, se configuran un controlador de estabilidad, un controlador de seguimiento de trayectoria y un controlador de gestión de trayectoria de la aeronave. Los resultados indican que los parámetros del sistema de la aeronave se pueden adquirir rápidamente y se puede establecer un modelo eficiente y práctico mediante los métodos. Además, el controlador diseñado y aplicado en este documento tiene un buen rendimiento y un pequeño error en estado estacionario, lo que puede cumplir con los requisitos básicos de la misión de vuelo, incluyendo la estabilidad de la actitud de vuelo, el seguimiento de la trayectoria y el cambio de diferentes puntos de referencia. Estos métodos de modelado y control también se pueden emplear en otros proyectos de VANT de ala fija pequeños alimentados por batería.