四旋翼飞行器是通过四个螺旋桨为其提供驱动力，并可实现垂直方向上的起降。它的结构较为简单、并且体积小，操作也较容易，它的应用前景也非常广阔。并且小型四旋翼飞行器能够出入空间较小甚至人类所不能及的地方，因此具有较为重要的军用价值和民用价值。欠驱动、耦合性强、非线性及多变量是四旋翼飞行器所具备的几种特性，正是这些特性，才使四旋翼飞行器具有研究的价值。本文主要是基于四旋翼飞行器当前的研究及应用，分析其在实际应用中所存在的问题，探究影响飞行器飞行准确性的因素。此外，对于飞行器的研究内容涉及到了计算机、电子、通信等多个学科，具有相当大的研究价值。本文主要研究PID算法和Backstepping算法对于飞行器的控制，并基于这两种算法的特点提出了相应的改进方法，使控制效果更加准确。本文的主要工作及创新点如下：（1）基于PID算法设计飞控系统并仿真，分析各个参数对于飞控系统的影响，提出了一种基于PID的改进算法：基于模糊协调决策法的思想，对PID算法的参数设置权值；并采用积分分离的思想避免积分环节对控制产生的不良影响，同时增加低通滤波器避免输入信号的噪声对于微分环节的影响，改进后的算法通过MATLAB/Simulink平台进行试验，通过仿真图可以看出经过改进后的PID算法在控制效果上更加准确。（2）基于Backstepping算法对飞控系统设计，并进行仿真实验。由于Backstepping算法中的参数对于系统的影响不明确，因此人工拼凑参数可能会影响系统的控制效果，因此提出了一种基于粒子群算法对参数优化的方法，利用改进后的算法再次对系统仿真，通过仿真图可以看出经过优化后的系统在控制精度、调节时间上都明显优于仿真前的算法。