近年来,四旋翼无人机因其具有构造简单、制造成本低廉并且能够自主控制等特点,在农业、工业以及军事领域广泛应用。但四旋翼无人机系统是欠驱动非线性系统,系统模型存在不确定性;空气动力学特性复杂,易受干扰影响;无人机姿态角之间存在强耦合性。如何对四旋翼无人机进行稳定控制成为一个具有挑战性的问题。自抗扰控制算法不依赖于精确的系统模型,具有响应速度快、控制精度高、抗干扰能力强等特点,并且能够实现解耦控制,简化控制器设计,在无人机控制领域得到广泛应用。但在传统自抗扰控制算法中,非线性状态误差反馈控制律在外界干扰影响下存在不平滑、易引起抖震等问题,进而影响自抗扰算法的抗干扰能力。全局快速终端滑模控制是滑模控制技术中的一种,具有算法实现简单、对参数变化和扰动不敏感、能够在有限时间内收敛的特性,常应用于无人机控制系统设计。本文利用全局快速终端滑模控制技术对非线性状态误差反馈控制律改进,设计并实现了基于改进自抗扰控制算法的无人机控制系统,仿真实验结果表明控制系统的抗干扰能力及响应速度得到了提升。主要包括以下研究内容:（1）改进了自抗扰控制算法针对自抗扰控制中的非线性状态误差反馈控制律模块存在的抗干扰能力弱、不平滑、易引起抖震等问题,采用对系统参数变动和外部干扰不敏感的全局快速终端滑模控制技术对自抗扰控制律进行重新设计,得到一个新型的基于全局快速终端滑模的自抗扰控制算法。经李雅普诺夫定理验证了改进算法的稳定性。（2）设计了基于改进自抗扰控制算法的四旋翼无人机姿态控制系统基于改进的自抗扰控制算法,完成了四旋翼无人机姿态控制系统设计。经仿真实验证明,对比基于传统PID姿态控制系统与基于传统自抗扰姿态控制系统,基于改进的自抗扰姿态控制系统具有较强的鲁棒性、快速性及抗干扰性。（3）设计了基于改进自抗扰算法的双闭环四旋翼无人机轨迹跟踪控制系统基于改进的自抗扰控制算法,完成了双闭环四旋翼无人机轨迹跟踪控制系统设计。经MATLAB仿真实验验证,对比基于PD-改进自抗扰轨迹跟踪控制系统的跟踪效果,改进后的双闭环四旋翼无人机轨迹跟踪控制系统具有良好的稳定性和抗干扰性。（4）在Rfly Sim平台上对基于改进自抗扰控制算法的四旋翼无人机姿态控制系统进行半实物仿真为验证文章设计的改进自抗扰姿态控制系统的有效性,通过Rfly Sim平台将改进的自抗扰姿态控制系统部署到Pixhawk硬件平台中,进行硬件在环仿真实验。经悬停和姿态跟踪实验验证,改进的自抗扰姿态控制系统具有较强的可实用性。