四旋翼无人机由于其机身结构简单,易操作,机动性强等特点,受到了研究人员的关注,得到了迅速的发展,并广泛的应用于各个领域。随着控制技术的不断发展以及飞行环境和飞行任务的复杂化,对四旋翼无人机系统提出了更高的控制要求。由于有限时间控制具有收敛速度快,控制精度高等优点,四旋翼无人机的有限时间控制成为了研究的热点问题。在现有研究成果的基础上,本文基于滑模控制方法和自适应控制方法,研究了四旋翼无人机系统的有限时间控制问题。主要研究工作归结如下:首先,根据四旋翼无人机的动力学和运动学特性,利用牛顿-欧拉法建立完整的四旋翼无人机数学模型,并将其解耦为外环位置子系统和内环姿态子系统,为后续控制方法的提出奠定基础。其次,针对具有未知外部扰动和阻力系数的四旋翼无人机系统,提出了一种复合有限时间控制策略。位置环采用自适应方法对负载进行估计,与反步递推控制方法相结合,在阻力系数未知情况下设计了自适应位置跟踪控制器;为了提高收敛速度,减少外部扰动的影响,针对姿态环,提出了基于扰动观测器的有限时间滑模控制器设计方法。进一步,采用自适应方法对姿态环扰动的界进行实时地估计,结合滑模控制和反步递推设计方法,解决了位置环和姿态环双环的有限时间跟踪控制问题。利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性,同时仿真结果验证了控制方法的有效性。接着,针对具有执行器故障的四旋翼无人机系统,考虑其外部扰动和阻力系数未知的情况,提出了一种双闭环自适应滑模有限时间容错控制器设计方法。采用自适应控制方法对执行器故障参数、未知阻力系数以及外部扰动的界进行在线估计,基于新的滑模控制面,结合反步递推设计方法,实现了四旋翼无人机内环和外环的有限时间容错控制。利用Lyapunov理论证明了四旋翼无人机闭环系统的稳定性,仿真结果验证了所提出控制方法的有效性和优越性。最后,考虑系统的暂稳态性能,针对具有外部扰动和动力学参数未知的四旋翼无人机系统,研究了其指定时间预设性能控制问题。对于位置环,提出了一种新的基于自适应动态表面控制框架的指定时间预设性能控制策略,实现了位置跟踪误差指定时间收敛且满足预设暂稳态性能的要求;对于姿态环,基于滑模控制技术,提出了一种新的有限时间控制策略,在有限时间内跟踪到期望的姿态轨迹;设计中自适应技术的引入取消了系统中参数已知的限制。最后,通过Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性,数值仿真验证了所提出的控制方案的有效性和优越性。