对飞机更大的机动性和悬停能力的需求导致了四旋翼飞行器的研究迅速升起。四驱设计的四轴飞行器结构相对简单，且具有高可靠性和操作性，使得其很快成为国内外研究重点之一。然而，四旋翼无人飞行器是具有高度非线性，强耦合特性的系统。此外，其本身易受飞行环境等外在因素的影响。因此，如何精确控制飞行器的飞行姿态同时又具有良好的抗干扰性能，是四旋翼飞行器控制系统的研究难点。本文以常规四旋翼飞行器为研究对象，建立了数学模型并在此基础上对先进的非线性飞行控制方法展开了一系列的研究工作。　　首先，分析了四旋翼飞行器的飞行原理，在此基础上建立了四旋翼飞行器的数学模型。由于四旋翼无人飞行器很容易受外在环境干扰，数学模型存在很大的不确定性项，不能准确描述，因此提出一种积分backstepping自适应控制算法。为针对飞行器自身存在的干扰，在backstepping方法中加入积分环节，为针对模型的不确定性，设计模型误差的自适应估计律。由于引入积分环节，所提控制算法出现“计算膨胀”问题，利用一阶滤波器解决了这个问题。最后通过matlab仿真验证了所提算法的有效性。　　其次，本文研究了另一种先进的非线性控制方法—滑模变结构控制。首先设计了普通快速滑模控制器，实现了系统姿态角稳定跟踪。然而，普通快速滑模控制算法只能使系统状态渐进收敛至平衡点。本文利用终端滑模控制有限时间收敛的特性，提出一种新型终端滑模面，结合上章所提backstepping自适应控制算法，设计出反演—终端滑模自适应控制器，使四旋翼飞行器姿态角在有限时间收敛至平衡点，且避免了奇异性等问题，提高了系统的鲁棒性。　　最后，结合上面设计的姿态自适应控制器，采用backstepping方法设计了位置控制器，并对四旋翼无人飞行器质量的不确定性进行自适应估计，实现了四旋翼飞行器的螺旋上升轨迹跟踪控制。