四旋翼无人机以其结构简单、机动性强、操作安全、能适应复杂环境等优点吸引了全世界学者的关注，作为一种能够在天空中运动的机器人，一直是国际上的研究热点。随着我国“中国制造2025”规划的提出以及社会生产现代化、智能化的发展，未来四旋翼无人机将在军用和民用领域扮演更多的角色。　　本文针对四旋翼无人机携带吊挂负载的系统进行了深入的研究，将四旋翼无人机的应用范围扩展到大型物品搬运和人员营救等方面，充分利用了四旋翼无人机的机动优势，为这一类无人机更加全面地投入自动化生产活动提供了思路。　　针对四旋翼无人机吊挂负载这一欠驱动、强耦合、非线性的复杂系统，本文采用牛顿-欧拉法与拉格朗日法建立三维动力学模型，全面地描述和分析了系统中各变量之间的关系；采用相平面轨迹法研究了系统运动特性，为控制策略设计提供了科学依据。随后在反步法优化的基础上，提出全驱动动态面控制方法，完成了无人机姿态与轨迹跟踪控制器的设计，采用输入整形策略实现了不同运动状态下负载摆动的抑制。随后，考虑输入整形策略的不足之处，采取更具鲁棒性的二型模糊控制设计了无人机轨迹跟踪与负载防摆控制器，并对其进行了智能优化。最后在算法设计与仿真结果的基础上，搭建了无人机实验平台开展实验验证。　　本文提出的四旋翼无人机吊挂系统三维模型填补了这一研究领域的空白，对系统的运动特性分析为这一类系统的控制提供了理论依据，设计的先进控制算法效果分别在仿真与实验中得到了验证。