随着无人设备的不断发展,四旋翼无人机在军事和民用任务中都得到了广泛应用。其中,对于地面目标的跟踪任务是目前四旋翼应用范围最为广泛的一个重要分支。尽管有不少学者对单四旋翼控制已经进行了诸多研究,但求解多个非线性子系统的复杂性对四旋翼的编队控制问题提出了严峻的挑战。同时,考虑到多四旋翼协同任务既要保持一定自主性又要满足一定的协调性,采用分布式控制并且保证一致性也是多四旋翼协同控制中的一个难点。因此,面向目标跟踪的多四旋翼编队控制方法在军事和民用两方面都具有着重要的研究价值。论文从多机对地目标状态估计和多机一致性编队跟踪两个方面,对面向地面运动目标跟踪的多四旋翼编队控制方法进行如下研究:首先,在多无人机对地目标状态估计中,目标的先验信息往往不能事先获取,目标发生随机机动时导致跟踪误差较大。针对上述问题,论文研究一种参数自适应的机动目标跟踪算法。让输出的误差反馈至当前统计模型中的机动频率参数,使其进行自适应更新。理论分析和仿真结果都表明,该算法提高了先验知识不足时的机动目标估计轨迹的精确度。其次,多四旋翼一致性编队跟踪中,针对四旋翼动力学的欠驱动性和耦合性对响应速度的制约问题,论文采用内外循环控制结构,研究了一种基于连续非奇异终端滑模的自适应控制算法(ACNTSMA)。该自适应算法主要从四旋翼控制系统中的两个角度进行改进:一是提出滑模面补偿算法,降低位置子系统中的变量耦合关系,提高了算法的精度和响应速度;二是提出将误差反馈给滑模参数的自适应算法,提高了算法的响应速度和收敛速度。并将该算法结合一致性理论,研究了一种全连通情况下的分布式一致性编队控制协议,给出了该方案的分布式控制率。该算法虽然是基于ACNTSMA提出的,但稳定性分析说明该一致性协议可以适用于所有具有有限时间稳定性并适用于二阶积分模型的滑模算法,并且该分布式一致性控制率具有更快的响应速度。最后,考虑实际应用中的拓扑往往是时变的,论文研究一种基于加权参数更新的时变拓扑下的一致性编队跟踪方案。首先在所提的全连通情形下的一致性协议基础上,对该协议进行改进,拓宽了该协议的适用范围,使其能够应用于非全连通情形下。并对协议中的一致性控制因子进行分析,给出一种随拓扑更新的计算公式,稳定性分析和仿真结果都表明,时变拓扑情形下论文算法也能在有限时间完成编队一阶一致性,并且具有更快的响应速度和更高的精度。