四旋翼无人机因具有成本低、易修护、可控性强以及机动性强等优点,在军事、科研、民用和农业等领域得到广泛应用。四旋翼无人机飞行姿态控制包括滚转、俯仰和偏航三个自由度的控制,姿态控制决定了飞行控制的性能,多四旋翼无人机的协同编队等飞行控制可以满足更复杂的任务要求。因此开展对姿态控制和编队的飞行控制的研究,具有重要的理论价值和应用空间。本文主要工作包括如下部分:(1)针对反步法的“计算爆炸”问题,引入动态面控制方法消除虚拟控制的微分项,解决反步法“计算爆炸”,简化了四旋翼无人机的控制器设计。利用动态面算法与自适应动态规划算法相结合的方法设计了综合姿态控制器,进一步提高了控制器的控制精度和抗干扰能力,仿真实验验证了所设计的综合姿态控制器的有效性。(2)针对四旋翼无人机编队的控制器缺乏自适应性以及参数冗余的问题,将自适应动态规划算法应用到四旋翼无人机编队控制中,设计了分布式最优协调控制器,实现了对四旋翼无人机编队的智能化控制,仿真结果表明所设计的控制器系统满足控制需求。(3)利用Pixhawk飞行控制器实验平台,实现了基于动态面和自适应动态规划算法的四旋翼无人机姿态控制器设计,经飞行实验进一步验证了该控制器的有效性。将所设计的综合控制器与双环PID控制器进行了实验对比,实验结果表明基于综合控制器的控制精度和抗干扰能力均强于双环PID控制器,具有较好地应用价值。