多旋翼无人机因其具有灵活的飞行能力,以及体积小、重量轻、风险低等特点,现已广泛的应用于各种领域。在具备优异飞行特性的同时,多旋翼无人机也具有一定的非线性和耦合性,在复杂环境中还会受到各种干扰影响,因此在提高多旋翼无人机稳定性和抗扰性方面依然需要深入研究。本文在理解自抗扰控制(ADRC)技术的基础之上,研究运用自抗扰控制技术实现四旋翼无人机的姿态控制。首先,从四旋翼无人机平台搭建开始,从最基本的动力机构选配到航空电子系统设计,再到四旋翼无人机转动惯量的测量和动力推进单元辨识,以及基于IMU与磁力计融合姿态解算算法的研究,为搭建具备充足动力的四旋翼无人机平台和稳定而高效的飞行控制系统奠定设备基础,也为后续研究自抗扰控制技术在飞行控制上的应用奠定平台基础。尤其在姿态解算算法研究过程中,着重解决传感器的高频噪声问题,以提高系统的稳定性和自抗扰技术的可实现性。然后,与大部分现有文献不同,包括电调与电机组成的执行机构的动态特性在内,以及机体动力学和运动学特性,通过对四旋翼无人机整机完整动态特性进行细致分析,发现在四旋翼无人机姿态控制中应用自抗扰控制技术的关键障碍,从而找到应对措施。实际分析和具体应用过程中发现,动力推进系统对自抗扰控制中扩张状态观测器的滞后效应不可以忽略。为此本文提出增加控制量PD环节,利用微分的超前作用“抵消”这种滞后影响、再应用自抗扰控制的技术方案,并经过数值仿真先行验证该方案的可行性,从而保证自抗扰技术的后续顺利实施。最后,在所搭建的台架上实现四旋翼自抗扰姿态控制,同时完成抗扰性实验,与经典的PID控制算法相比,自抗扰姿态控制系统的稳定性能和抗扰性能更佳。在四旋翼飞行实验中,无人机的姿态控制比较稳定,响应迅速,对于外界扰动的抵制能力较强,说明自抗扰姿态控制器工程实现比较成功。