四旋翼目前在军用以及民用领域愈发普及,但由于其在飞行过程中容易受到外界干扰以及自身系统不确定性因素的原因,因此对四旋翼的扰动抑制研究具有重要意义。一方面四旋翼飞行器属于欠驱动系统,其六个自由度不能全部获得输入激励;另一方面,四旋翼飞行器还属于非线性、多变量、强耦合性和不确定性系统,因此对四旋翼飞行器控制器的研究具有重要意义。滑模控制是一种广泛应用在非线性领域的控制算法,通过设计滑模面,最终使误差收敛到零,在抑制扰动方面很受欢迎。但滑模控制存在抖振现象,所以需要对其进行削抖处理。扩张状态观测器是自抗扰控制技术中的核心组成部分,将系统本身的不确定性以及外界干扰作为一个总的扰动估计出来,结合控制器实现对干扰的补偿。针对四旋翼飞行器干扰抑制问题,本文设计基于扩张状态观测器的滑模控制器,对四旋翼飞行器的姿态和轨迹跟踪进行控制。对高阶观测器和基于扰动的观测器进行分析,综合两者优点,提出了基于扰动模型的高阶扩张状态观测器,精确估计复合干扰,提高了系统的控制精度。主要研究工作包括以下几个方面:（1）针对四旋翼飞行器具有多变量、非线性、系统存在模型不确定性等特点,本文利用扩张状态观测器对干扰进行估计,用滑模变结构作为其控制算法对系统进行处理。在姿态控制中,本文提出了一种基于扩张状态观测器的带有积分项滑模面的二阶快速终端滑模控制算法,使得状态误差在有限时间内收敛。扩张状态观测器的作用是将干扰估计出来,结合滑模控制器,对干扰进行补偿,削弱抖振现象,提高控制精度。（2）针对四旋翼的轨迹跟踪控制,通过对数学模型解耦,将系统分成全驱动子系统和欠驱动子系统,其中欠驱动子系统含有匹配性干扰和非匹配性干扰,利用不同的扩张状态观测器对不同干扰进行估计,改进了传统的基于系统模型的观测器设计,简化了控制器的设计。针对全驱动系统,设计非线性反步高阶滑模控制器,将超螺旋滑模算法函数作为虚拟控制律,求出真实的控制律,实现对期望值的跟踪。（3）针对传统的扩张状态观测器,通过理论分析,找出其在实际应用中的不足,然后对高阶扩张状态观测器、基于扰动模型的扩张状态观测器进行分析,综合两者的优点,本文提出了一种基于扰动模型的高阶扩张状态观测器,对常值、斜坡、时变干扰都能实现精确估计。