四旋翼飞行器具有可稳定低空悬停、飞行灵活、体积小、重量轻等优点，在国防和国民经济中有着极大的应用潜力。作为四旋翼飞行器的基础功能，轨迹跟踪是热门研究方向。但是传统的大多数四旋翼飞行器控制方法只能保证渐近收敛，即当时间趋于无穷才能确保跟踪上设定的轨迹，有可能达不到某些实际任务对轨迹跟踪时间性能的要求。因此，为提高四旋翼飞行器轨迹跟踪的暂态性能、抗干扰性，保证快速收敛，本文围绕四旋翼飞行器的有限时间轨迹跟踪控制开展了研究，主要内容如下：
　　首先，简介了四旋翼飞行器的飞行原理，给出了其平动和转动数学方程。然后，针对欠驱动和强耦合使得四旋翼飞行器难以直接控制，采用一种嵌套双环控制方案以简化控制器结构。
　　其次，开展了基于齐次性的四旋翼飞行器有限时间轨迹跟踪控制研究。在利用有限时间扰动观测器消除时变扰动的基础上，结合齐次方法推出了有限时间位置和姿态跟踪控制方案。基于齐次性理论和Lyapunov理论从理论上分析了所设计方案的有限时间收敛特性。同时，利用数值仿真，验证了理论结果。
　　再次，开展了基于终端滑模的四旋翼飞行器固定时间轨迹跟踪控制研究。针对齐次理论无法估算收敛时间，终端滑模控制或者有奇异性，或者不能估算时间或者估算时间保守等缺点，考虑到固定时间控制比一般有限时间控制收敛性能更好，推出了新的非奇异滑模面的设计方案。接着在利用固定时间扰动观测器消除时变扰动的基础上，结合新设计的滑模面推出了非奇异固定时间轨迹跟踪控制方案，并给出了收敛时间上界的估计。数值仿真证实了理论结果表明，而且表明相比现有固定时间算法具有收敛时间上界估计准确和抖振小的优点。
　　最后，搭建了基于Crazyflie2.0四旋翼飞行器的飞行控制实验平台，移植本文提出的算法进行飞行实验，证实了本文推出的有限时间轨迹跟踪控制器符合设计预期。