近些年来,随着电池技术以及传感器等技术的快速发展,四轴飞行器越来越多地融入到了人们的生活,得到了广泛的应用。其结构简单,控制灵活,在军事、民用、警用、科研等方面都有着广泛的应用前景,显示出了巨大的应用价值。由于四轴飞行器系统具有高度的非线性、强耦合、欠驱动的特性,使对其的控制具有一定的难点。尤其是在四轴飞行器具有不确定负载时,传统的控制方法很难使飞行器保持稳定。本文主要研究了具有负载不确定性的四轴飞行器建模、控制问题,设计并搭建了室内机器人实验系统用于算法的验证。针对四轴飞行器的姿态控制问题,本文根据牛顿第二定律和欧拉方程相关理论建立了四轴飞行器的动态方程。对负载不确定性的四轴飞行器进行建模,在不改变原有的电机矩阵的前提下,将机体重心处的电机矩阵转换成机体的几何中心的转矩与飞行器重心相对于几何中心的附加力矩的组合形式。将姿态控制分解为三个欧拉角的单独控制,基于李雅普诺夫稳定性理论,设计包含推力前馈的自适应控制器对欧拉角分别控制。数值仿真的结果说明了所提方法的有效性。为了进行控制算法的验证,本文基于以上理论分析以及数值仿真结果,提出了室内机器人实验系统的设计方案,搭建了携带不确定负载的四轴飞行器实验系统,对四轴飞行器进行飞行控制实验。实验结果表明,本文所提的算法能够有效地对具有负载不确定的四轴飞行器进行姿态稳定控制。