基于履带、四旋翼飞行器的工程应用以及抗干扰飞行控制的研究现状,开发适用于泥石流、滑坡灾情预警的机器人技术。自主设计履带与旋翼复合的四旋翼飞行器。由于山地滑坡泥石流频发地段常伴有自然风场,因此需要解决四旋翼飞行器在飞行过程中的抗干扰控制问题。本工作主要包括如下四个部分:（1）介绍四旋翼飞行器坐标系设定以及建立的方法。运用牛顿欧拉方法建立四旋翼飞行器6自由度动力学模型。依据实际的滑坡、泥石流频发山区环境的参数以及动力学模型假设,进行组件选型计算。设计结合履带的四旋翼飞行器,并确定所设计的四旋翼飞行器物理参数。（2）建立确定界干扰下的四旋翼飞行器动力学模型。外部干扰下,在飞行器姿态系统中设计采用指数型增益趋近反步滑模控制器并进行稳定性分析。设计的指数型增益趋近与传统趋近律进行比对分析,改善系统状态在滑模面上的动态特性。通过仿真,验证系统状态沿滑模面平滑收敛的特性以及确定界干扰下所设计的四旋翼控制系统的鲁棒性。（3）将不确定界干扰与模型参数不确定引入四旋翼飞行器动力学模型。从四旋翼飞行器姿态系统出发,设计姿态系统的非线性干扰观测器,根据状态量估计受到的综合干扰力矩向量。设计干扰前馈补偿的反步滑模控制器并进行稳定性分析。通过仿真,验证所设计的控制策略在不确定界干扰与模型参数不确定情况下,能有效消除干扰力矩带来的影响。从而提高姿态跟踪精度以及四旋翼飞行器在不确定界干扰以及模型参数不确定下的运动性能。同时前馈补偿机制有效改善了滑模控制的抖振现象。（4）在ROS-GAZEBO中搭建四旋翼飞行器三维仿真环境,进行干扰下的悬停实验。设计搭建四旋翼飞行器抗干扰性能测试平台并完成抗干扰飞行实验,验证文中所设计的控制算法在实际风场环境下的有效性。对比分析指数型时变增益趋近反步滑模姿态控制、不确定干扰前馈补偿下的反步滑模姿态控制以及传统的PID方法作用下的四旋翼飞行器的姿态表现以及干扰下控制效果。