四旋翼无人机由于其小巧的机体、灵便的操作、低廉的成本以及较强的环境适应能力,在人类生活中诸如航拍摄影、无人投递、侦察探测等各个方面得到了极大的应用与普及。然而,在四旋翼无人机的运用中存在诸多安全性、稳定性的挑战。在四旋翼无人机的使用中,执行器、传感器以及其他通信或者连接机构在运行过程中都存在发生故障的可能性。对于四旋翼无人机控制的安全性与稳定性来说,如何处理可能发生的故障并保证系统暂稳态性能尤为重要。本文针对具有执行器故障和传感器故障的四旋翼无人机预定性能以及容错控制开展相关研究。（1）针对具有执行器故障的四旋翼无人机,提出了一种自适应预定性能控制方案。首先,对执行器故障进行建模分析,建立具有执行器故障的四旋翼无人机简化模型,设计基于内环姿态控制及外环位置控制的双闭环控制方法。其次,设计了自适应控制方案,对存在的执行器故障参数进行自适应估计,有效地解决了执行器故障下无人机稳定控制问题。进一步,提出了一种预定性能控制策略,保证系统的暂稳态性能满足预先给定的性能指标。（2）在具有执行故障四旋翼无人机自适应预定性能控制的基础上提出了另一种预定义时间控制方案。在之前的研究基础上,考虑到传统的预定性能函数能够通过误差转换的方法,当时间趋于无穷大时,使得跟踪误差收敛到预定的范围,虽然可以有效的调节系统的稳定性,但是初值越大收敛速度越慢。针对这一问题,采用了一种新的预定义时间预定性能函数,实现预定义时间内对具有故障的四旋翼无人机的稳定控制。（3）针对具有传感器故障的四旋翼无人机,设计预定义时间控制方案。首先,对传感器故障进行建模分析,建立具有传感器故障的四旋翼无人机简化模型,基于内环姿态控制及外环位置控制的双闭环控制策略,设计自适应控制方案对传感器故障参数进行自适应估计,有效地解决了传感器故障下无人机容错控制问题。进一步,提出了一种预定义时间控制策略,保证系统的暂稳态性能满足预先给定的性能指标且能够在预定义时间内收敛。