近年来,四旋翼飞行器开始逐渐进入了大众生活,由于它的用途越来越广泛,逐渐成为了无人机领域最为关注的焦点。其自身机械结构设计非常巧妙,具有较强的机动性,可以在户内和户外使用,并且能够适应大多数天气。四旋翼飞行器潜藏着巨大的实用价值,全世界各地的研究机构都将其列为无人机中的重点研究对象。本文主要研究了四旋翼飞行器的飞行控制方法及其路径规划。首先对四旋翼飞行器的物理结构进行了力学分析,搭建出了具有四个输入、六个输出,且拥有六个自由度的数学模型,并基于矩阵变换将其写成状态方程的形式。其次,设计控制器实现飞行器稳定控制,将整个飞控系统分为外环位置控制子系统和内环姿态控制子系统,考虑到四旋翼飞行器是非线性、欠驱动、耦合的复杂系统,论文采用IBS(积分反步法)和LADRC(线性自抗扰控制)相结合的方法,由于外环位置控制具有欠驱动特性,将IBS应用于外环位置子系统,考虑到内环姿态子系统存在姿态耦合,将LADRC应用于内环姿态子系统。此外,论文还将该方法与传统经典PID进行了Matlab仿真比较,仿真表明,论文设计出的飞行控制方法要明显优于传统PID控制,验证了该方法的可行性。再次,基于APF-Q方法研究了于四旋翼飞行器的路径规划,通过使用栅格法对环境进行处理,将环境分为一个个单元,每一个单元即代表一个状态,设置了八个方向的运动为四旋翼飞行器的动作集合,采用状态-动作值函数作为评价函数,当评价函数值达到最大,便可实现路径最优化。与传统的Q-learning方法相比较,在得到相同最短路径的同时,APF-Q方法更能够提升效率,收敛速度明显优于Q-learning,最终通过计算机仿真,验证了APF-Q方法的优越性。