四旋翼飞行器由于具有结构简单、操控灵活、成本低廉等优点,因而被广泛的应用在军事和民用领域。四旋翼飞行器在为相关行业的工作带来便捷性的同时,人们对四旋翼的控制精度要求也越来越高,尤其在军事领域,反应迅速、跟踪精确是四旋翼完成任务必须具备的能力。因此,四旋翼的高精度跟踪控制已经成为当前研究的热点。四旋翼飞行器受自身重量,螺旋桨面积,翼展大小等因素的影响,造成不同四旋翼之间模型参数的差距,单纯依靠模型的传统控制方法已经难以实现高精度的跟踪控制。因此,本文在对四旋翼进行模型的建立时,考虑了未知外界扰动和系统不确定性对四旋翼的影响,设计了四旋翼高精度轨迹跟踪控制策略。首先,本文基于非线性扰动观测器设计了一种自适应滑模反推控制策略。该控制策略具有如下创新点:第一,通过将滑模控制方法和反推法的结合,克服了传统反推法鲁棒性差的缺点;第二,滑模切换项采用自适应策略,避免了系统输入的大增益和剧烈抖振;第三,通过设计非线性扰动观测器,进一步减弱了由于自适应项保守性强给系统输入造成抖动的现象,实现对未知外界扰动的准确估计。通过Lyapunov稳定性理论的证明,闭环系统可以达到渐近稳定。仿真实验验证了该控制策略可以实现四旋翼飞行器的定点悬停。进而,针对自适应滑模反推控制策略在四旋翼飞行器轨迹跟踪时存在静态误差的现象,进一步设计了基于非线性扰动观测器的自适应积分滑模控制策略。该控制策略既保证了系统较强的鲁棒性,又降低了稳态误差,提升了系统的跟踪精度。仿真实验验证了该控制策略的优越性能。最后,为了提高系统控制精度,设计了一种基于有限时间扰动观测器的高精度轨迹跟踪控制策略。具体地,将四旋翼飞行器分为欠驱动的位置子系统和全驱动的姿态子系统分别设计控制律。首先针对位置子系统设计了积分滑模控制策略,其次针对姿态子系统设计了一种非奇异终端滑模控制策略,该策略保证了姿态误差能够在有限时间内收敛到零。同时,有限时间扰动观测器用来对未知外界扰动和系统不确定性进行精确估计,相比于非线性扰动观测器能够使扰动观测误差在有限时间内收敛到零。总的来说,该策略突破了渐近稳定的局限,提高了系统的跟踪精度,实现了四旋翼飞行器在外界扰动影响下的高精度跟踪控制。仿真实验结果能够证明该控制策略的优越性。