随着信息化时代的来临,高科技战场正在兴起。四旋翼无人机凭借体积小,灵活,隐蔽性强等优点迅速应用在各行各业中。在错综复杂的环境中,四旋翼无人机的控制算法以及路径规划算法显得尤为重要。所以本文主要工作分为以下两部分:首先,本文针对四旋翼无人机飞行过程中的非线性动力学模型,结合Backstepping控制算法的优势,考虑离散时间系统模型,本文设计了基于多率采样的Backstepping控制器,闭环系统的稳定性可由Lyapunov方法来保证。该控制器的优势非常明显:与常规的离散采样控制器相比,本文设计的基于多率采样的Backstepping控制器是在每一个采样区间内进行多次改变,计算机接收到的信息更加接近被控系统的实时信息,使得控制精度更高;在不改变控制器性能的前提下,相比于常规的离散采样,多率采样的Backstepping控制器允许更大的采样周期。这意味着,在相同的控制精度精度要求下,降低了计算机控制系统的造价成本。其次,针对传统人工势场法在四旋翼无人机路径规划设计中的两个缺陷问题——目标不可达和陷入局部极小值,本文通过在斥力函数中引入调节因子,设计了新的路径规划算法,保证了无人机在靠近目标点的时候,引力减小的同时,斥力也在减小,从而使得无人机可以顺利到达目标点;当无人机在地图中陷入局部极小值点时,我们通过在地图中建立一个虚拟目标点,从而使得该点产生新的引力,打破原有的“受力平衡”状态,进而使得无人机“逃离”局部极小值点。