四旋翼飞行器不仅具有体积小、携带方便、造价低廉并且灵活垂直起降等优势,而且能轻松进入人类难以探索的危险环境,同时伴随着处理器、传感器以及飞行控制等相关技术的发展,有着广阔的市场需求。但是四旋翼飞行器在执行飞行任务时,易受到空气阻力等未知恶劣环境影响以及电机损坏等不可控因素导致的飞行器故障,使得四旋翼无法完成任务甚至造成坠机事故。因此为了实现四旋翼飞行器在受到外部干扰和故障时能够安全、可靠、稳定的控制,本文针对四旋翼飞行器的抗干扰和容错控制策略进行研究。具体研究内容如下:首先,针对四旋翼飞行器中复合干扰的未知,设计了一种干扰观测器对复合干扰进行在线估计。利用终端滑模技术和反演技术设计抗干扰控制器并对复合干扰进行补偿。通过仿真对比,验证了所设计观测器的估计性能和控制策略抑制干扰的能力;其次,在考虑外部干扰的基础上,针对四旋翼姿态子系统执行器出现偏差故障的问题,提出了一种主动容错控制策略。文中设计一种自适应滑模故障观测器用来在线估计姿态系统的状态和偏差故障值;根据观测器获取的信息,结合积分反演技术和滑模控制技术设计姿态容错控制器和位置控制器。通过仿真对比,验证了所设计观测器的性能和控制器良好的容错能力;最后,针对四旋翼飞行器发生执行器失效故障,同时考虑外部未知干扰的影响,设计了自适应故障观测器和滑模容错控制器来保证飞行器的稳定。文中设计一种自适应故障观测器实时获取系统状态并在线估计效率损失因子,并根据反演技术和终端滑模技术设计容错控制器对故障进行补偿。进行多组仿真,验证所提观测器和容错控制策略的有效性。