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四旋翼飞行器因其优越的低空飞行性能受到广泛关注，关于四旋翼飞行器控制系统设计问题一直是近年来控制领域的研究热点之一，因其模型具有欠驱动性、强耦合性、非线性和不确定性，以及四旋翼实际飞行环境的复杂多变，控制系统设计的难度较高，要求系统具有很强的鲁棒性和抗扰性能。本文以六自由度小型四旋翼飞行器为研究对象，重点研究了多种控制系统的设计方法，并通过Matlab仿真分析验证了各控制系统的性能。文章的主要工作和创新点如下: 1.对四旋翼飞行器的发展历史及研究现状进行了总结，并介绍了四旋翼飞行器的基本原理和建模过程，对四旋翼飞行器的模型进行合理简化和分析，提出四旋翼控制系统设计的重点和难点问题。 2.针对四旋翼飞行器动力学模型，设计滑模控制器和终端滑模控制器。将模型分为全驱动和欠驱动两部分，对欠驱动子系统采用一种基于欠驱动级联系统的滑模控制器设计方法;对全驱动子系统，设计基于backstepping的滑模控制器和有限时间终端滑模控制器。通过仿真验证了两种控制系统的有效性，并对其性能特点进行了对比仿真分析。 3.针对滑模控制在有扰动情况下跟踪控制可能出现稳态误差的问题，对四旋翼飞行器模型设计积分滑模控制器，采用PID/积分滑模双闭环控制系统，通过Matlab仿真验证了该方法的有效性和优秀的稳态性能。 4.针对四旋翼飞行器模型设计自抗扰(ADRC)控制器，采用PID/ADRC双闭环控制系统，通过扩张状态观测器对扰动和不确定性进行观测和补偿，增强了系统的鲁棒性和抗扰性能。通过Matlab仿真证明了该控制系统具有优良的控制性能，并在外加干扰和模型不确定性的仿真环境下完成了抗扰性和鲁棒性的仿真验证。 本文通过对四旋翼飞行器滑模控制和自抗扰控制进行研究，在保证良好控制效果的前提下，系统的鲁棒性和抗扰性能得到了进一步提升。