无人机(UAV)因其广泛的应用而引起了研究者的密切关注,四旋翼无人机也被称为四旋翼飞行器,它是最简单和最受欢迎的多旋翼无人机,被应用于航空摄影、地质勘探、管道检测、环境评价等多个领域。对四旋翼无人机控制的研究具有十分重要的实际意义。本文首先介绍了滑模控制的相关基础知识、定理以及基本原理,根据四旋翼无人机系统的组成结构建立系统动力学模型,并进一步对闭环控制系统进行分析。针对具有非线性特性和存在外部干扰的无人机,本文提出了一种限定时间非奇异终端滑模控制方法。通过限定时间终端滑模面的构造,位置子系统和姿态子系统的控制器的设计和控制参数的设置,保证了对四旋翼无人机滑模控制的限定时间稳定性,且稳定时间与初始系统状态无关。基于终端滑模控制方法设计了新的滑模面,在控制器设计中引入了基于切换饱和函数的非奇异终端滑模控制方法以避免奇异性,并给出了非奇异终端滑模控制系统全局稳定性的证明。通过Matlab软件仿真实验结果证明该滑模控制方法的有效性。在理论推导和仿真实验的基础上,将限定时间非奇异终端滑模控制应用到实际的四旋翼无人机实验中,实现对下落气球的识别和追踪实验,对图像采集、通信准确率和识别准确率和都进行测试,达到较好的实验效果。