四旋翼无人机具有结构简单、机身质量轻、灵活性强而且能够垂直起降和定点悬停等优点，在环境监测、目标搜索、事故救援等领域得到了广泛应用。四旋翼无人机模型具有非线性、强耦合、欠驱动等特点，且在飞行过程中易受外界扰动的影响。为了提升四旋翼无人机控制系统的性能，论文重点对四旋翼无人机姿态控制方法展开研究，主要内容有：
　　(1)针对不确定干扰上界未知情形下的四旋翼无人机姿态控制问题，提出了基于自适应多变量干扰补偿的有限时间姿态控制器设计方法。首先，设计了基于超螺旋滑模的自适应多变量干扰观测器，并利用Lyapunov理论推导了干扰观测器有限时间稳定的充分条件；其次，完成了控制器-观测器的综合设计，并综合利用齐次性理论和Lyapunov理论严格证明了闭环系统稳定性，确保四旋翼无人机在完成对外界综合干扰在线估计的同时，实现对给定参考指令的有限时间稳定跟踪控制。
　　(2)针对不确定影响及输出反馈情形下的四旋翼无人机固定时间跟踪控制问题，提出了基于双极限齐次性理论的固定时间控制器设计方法。首先，基于双极限齐次性理论和任意阶鲁棒滑模微分器，设计固定时间观测器实现对四旋翼无人机未知状态和外界干扰的同时观测；其次，基于双极限齐次性理论和Lyapunov理论设计固定时间姿态控制器，并分析固定时间控制器-观测器的稳定性，确保系统在实现对无人机未知状态和外界干扰观测的同时，在固定时间内实现对给定参考指令的快速跟踪控制。
　　(3)综合考虑不确定、动态及稳态特性对四旋翼无人机姿态控制性能的影响，提出了基于自适应多变量预设性能的姿态控制器设计方法。首先，设计具有指数衰减特性的时变预设性能函数，并构建基于预设性能的自适应律，确保获得能够抑制综合干扰的动态可调自适应增益；其次，设计自适应多变量预设性能控制器，并基于Lyapunov技术分析系统稳定性，推导四旋翼无人机姿态跟踪误差的预设性能边界，确保系统在有效抑制外界干扰的同时，实现对四旋翼无人机稳态性能和动态性能的综合控制。