多旋翼无人飞行器具有垂直起降、操作灵活以及精确悬停等特点,已经被广泛用于军事以及民用等领域。本文内容主要围绕六旋翼飞行器的姿态控制和航迹跟踪控制问题展开。首先对无人机和多旋翼飞行器的发展历程和主要应用场景进行了梳理,并列举了当前多旋翼飞行器相关技术的研究热点,讨论了针对多旋翼的几种常用控制方法的基本思路和优缺点。其次,本文对六旋翼飞行器的动力学特性进行了分析,通过合理简化得到了六旋翼飞行器系统各模块的数学模型,并利用有关动力学知识建立了六旋翼飞行器的平移动方程和姿态角运动方程。利用MATLAB/Simulink工具搭建了此飞行器的数值仿真平台。针对所研究的六旋翼飞行器设计了基于内外环的PID控制器,基本满足了飞行器的位置和姿态控制要求。同时,考虑六旋翼飞行器的欠驱动特性,设计了基于欠驱动系统的滑模控制器,针对滑模控制器构造李雅普诺夫函数进行了稳定性证明。对PID控制器和滑模控制器分别在无风干扰和有阵风干扰下进行了定点悬停的数值仿真实验,对比两种控制器的数值仿真结果,表明了基于欠驱动系统的滑模控制器响应时间更快,且鲁棒性更高,控制性能更好。最后本文研究了六旋翼飞行器的航迹跟踪控制问题,考虑到六旋翼无人机的未建模动态和未知外部扰动等系统不确定性影响,设计了基于姿态自抗扰的航迹跟踪控制器,然后在飞行器受慢时变干扰以及质量参数变化的情况下对PID控制器和自抗扰控制器进行了轨迹跟踪的仿真实验,仿真结果对比表明:所设计的自适应与自抗扰控制器相结合的控制结构表现出了更优越的性能,有效解决了六旋翼飞行器在受到外部扰动和内部参数摄动影响下的稳定控制问题。