四旋翼无人机因其具有垂直起降、定点悬停、低成本和机械结构简单等优点,普遍被应用在民用和军事领域,但在其执行任务过程中易受到内部和外部多种干扰影响,因此对四旋翼无人机进行精确地轨迹跟踪控制非常困难。本文从四旋翼无人机平台设计、系统建模、控制器设计等方面,对多源干扰影响下四旋翼无人机轨迹跟踪控制问题进行研究。构建四旋翼无人机平台,完成硬件、软件设计。在硬件设计上选取STM32系列处理器、MEMS传感器和其他外设,设计和制作飞控电路板,开展硬件调试和基础功能验证实验;软件设计部分按功能进行模块化编程;并实现与上位机的通信。四旋翼无人机动力学建模与验证。根据无人机机体结构和飞行原理建立坐标系,在无人机线运动和角运动分析基础上建立动力学模型,对模型参数进行估算和辨识,并完成模型验证。针对阵风干扰影响,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的PD型四旋翼无人机轨迹跟踪控制方法。设计基于ESO的PD型控制器以使无人机跟踪给定的目标轨迹,并用圆判据方法对四旋翼无人机系统稳定性进行证明。仿真结果表明所提出方案具有很强的抗阵风干扰能力。针对四旋翼无人机内部执行器故障、参数不确定性和外界风干扰影响,提出了一种基于ESO的非线性自适应反步法四旋翼无人机轨迹跟踪控制方法,使无人机在多源干扰的影响下精确跟踪给定的轨迹,并用圆判据方法对四旋翼无人机系统稳定性进行证明。仿真结果表明,在不同的飞行场景下,所提出方案具有很强的抗多源干扰能力。