随着自动化、信息化和无人化的科技的迅猛发展,无人机倍受人们青睐,其使用范围逐渐扩大到各种工业领域和人们的日常活动当中。目前应用最普遍的是四旋翼无人机,其不仅能够进行垂直起降和稳定的悬停,而且具有飞行损耗小、制造成本低、机动性能强和不容易被发现等特点。当无人机在户外执行任务时,由于天气等不明因素,在其飞行区域时常存在不确定性极强的风干扰,因此这种情况对无人机的飞行安全和其能否顺利完成正在执行的任务造成了巨大影响。再加上四旋翼无人机的体积较小,导致飞行惯性减小,这使得其对风的干扰更为敏感,因而在抵抗风干扰的影响下进行无人机的飞行控制和完成需执行的任务对于研究者是一种较大的挑战。因此,本文针对风干扰下四旋翼无人机飞行控制展开深入研究。本文主要研究内容如下:（1）介绍了四旋翼无人机飞行原理,建立了四旋翼无人机坐标系,然后根据四旋翼无人机的位置平移运动和姿态旋转运动,建立了四旋翼无人机的非线性动力学方程。接着分析了自然风的构成和风干扰对四旋翼无人机飞行的影响,得到了风干扰下四旋翼无人机的非线性动力学方程,最后建立风干扰下四旋翼无人机串级飞行控制系统。（2）针对传统四旋翼无人机串级PD控制器无法达到在风干扰下的快速响应和稳定控制的要求的问题,提出基于模型预测位置控制的四旋翼无人机飞行控制方法,仿真并验证模型预测位置控制器的有效性,仿真结果表明设计的风干扰下四旋翼无人机模型预测位置控制器能够提高四旋翼无人机的位置控制的动态性能和稳态性能。（3）针对在风干扰下四旋翼无人机,传统的PD姿态控制器的稳态精度较差和鲁棒性不高的问题,提出了风干扰下四旋翼无人机高阶滑模姿态控制算法,仿真结果表明设计的高阶滑模姿态控制器能够实现对风干扰下四旋翼无人机的稳定控制,并提高了其姿态控制的稳态精度和鲁棒性。（4）针对高阶滑模姿态控制算法的设计复杂的问题,提出了基于非奇异终端滑模姿态控制的风干扰下四旋翼无人机飞行控制方法,对高阶滑模姿态控制进行简化,仿真结果表明设计的非奇异终端滑模姿态控制器能够实现对风干扰下四旋翼无人机的有限时间稳定控制,并可以达到与高阶滑模姿态控制的同等精度和鲁棒性。