近年来,随着多旋翼无人机控制技术的发展,无人机已经在各个领域得到了越来越广泛的应用。但是无人机在飞行过程中容易受到执行机构故障的影响,一旦发生故障,可能会引起不必要的损失。因此研究具备容错功能的多旋翼无人机系统,提高无人机飞行控制的安全性和可靠性,具有重要的意义。本文主要研究六旋翼无人机的故障重构及容错控制技术,着重开展下述研究工作:(1)以六旋翼无人机系统为研究的对象,根据无人机的机体结构和飞行原理,并结合牛顿第二定律和牛顿欧拉方程,建立六旋翼无人机在无故障情况下的数学模型。根据无人机常见的几种故障形式,分别建立电机卡死和失效两种故障的模型,进而建立六旋翼无人机在执行器故障情况下的数学模型。依据现代控制理论,分别建立电机卡死和电机失效故障情况下六旋翼无人机系统的状态空间模型。(2)针对六旋翼无人机发生执行机构卡死和失效故障的问题,研究了六旋翼无人机故障重构方法。针对所研究的六旋翼无人机系统状态空间模型不满足观测器匹配条件的情况,构建辅助输出,使辅助输出系统能够突破匹配条件的限制;在构建辅助输出的基础上针对卡死和失效两种故障类型分别设计观测器,实现对执行器故障信号的在线估计。(3)针对六旋翼无人机容错控制问题,对控制器进行分层设计,分别设计无人机飞行姿态的基本控制律和容错控制分配律。在基本控制律的设计中,针对无故障的六旋翼无人机模型,设计状态反馈控制器和其与自适应滑模控制器相结合的复合控制器,使无人机在外界干扰的影响下依然能够稳定飞行。在容错控制分配律的设计中,针对执行器卡死和执行器失效两种故障类型,利用(2)中观测器得到的故障信号的重构信息,基于伪逆的控制分配方法分别设计控制分配矩阵,以减弱故障部件对无人机姿态的不良影响,实现六旋翼无人机的容错飞行控制。(4)针对(2)(3)的主动容错方法需要设计故障诊断模块而增大系统设计难度的问题,提出一种不依赖故障诊断模块的自适应滑模容错控制方法。建立能全面统一描述无人机电机卡死和失效两种故障类型的数学模型,降低了针对不同类型故障进行不同处理的复杂度;在自适应滑模控制器中设计自适应机制,即可在线估计故障和干扰信息,而不需要额外设计观测器,也不需要考虑观测器匹配条件,从而降低整个容错系统设计的难度,最终实现无人机系统在发生执行器故障的情况下稳定飞行,实现容错控制。