随着科学技术的发展,嵌入式处理器、微传感器等技术的应用,使得四旋翼飞行器越来越趋于智能化、功能化。四旋翼飞行器的四个旋翼成对称分布,并且它的转速分别由独立的电机控制,这样就更容易操控飞行器,使其飞行更加灵活多变,因此四旋翼飞行器在军事领域和民用领域都占据极其重要的地位,引起了研究学者们的广泛关注。在设计四旋翼飞行器的飞行控制系统的过程中,由于它是一个多输入多输出的欠驱动的非线性系统,给控制器的设计增加了难度。本文针对系统存在外界扰动的情况,提出相应的控制算法,来使得四旋翼飞行器能够按着预定轨迹飞行。本文选择双闭环的控制结构,采用先内环控制(姿态控制),后外环控制(高度控制和水平位置控制)的控制方法。首先针对常值扰动,为实现飞行器能够按着已知轨迹飞行,采用积分型的Backstepping方法结合非线性自适应控制技术,给出相应轨迹跟踪控制器的设计方法。通过Lyapunov稳定性定理分析可得,这种控制算法能够对常值扰动实时准确估计,以实现精确控制,增强系统鲁棒性。其次针对时变的扰动,基于观测器的滑模控制,提出相应轨迹跟踪控制器的设计方法,以实现四旋翼飞行器的轨迹跟踪控制。采用观测器估计未知的外界扰动,作为系统的前馈进行补偿,抑制未知干扰对系统的影响。由Lyapunov稳定性分析可得,这种控制算法能够及时的获得时变的干扰的值,提高系统的稳定性。最后本文利用Matlab中的仿真工具,对带扰动的四旋翼飞行器的数学模型进行仿真验证。通过仿真结果可以得出,本文提出的基于自适应Backstepping控制和基于观测器的滑模控制算法是正确的,从而为四旋翼飞行器应用在实际工程中提供重要的理论依据。