黎海青，苗昊春，张健松，张一杰

(1.西安现代控制技术研究所，陕西 西安 710065；2.华中科技大学 人工智能与自动化学院，湖北 武汉 430074)

近年来，四旋翼飞行器因其体积小、可垂直起降和机动灵活等优点受到了广泛关注。与单架飞行器相比，多架飞行器组成编队协同执行任务能提高工作效率并提高系统容错率，可以完成更复杂的任务，在通信中继、搜救及侦察等方面有着广泛的应用[1-3]。

在多架飞行器协同工作时，机群需要组成合适的队形。一方面，飞行器之间需要保持适当的间距以避免发生碰撞和离群等情况，另一方面，许多特定的任务，如通讯中继、搜索救援等，需要飞行器组成特定的队形。目前，已有许多飞行器编队方法，如领导者-跟随者方法[4]、行为策略方法[5]和虚拟结构方法[6]等。文献[7]研究了针对智能体的编队控制，提出一种基于虚拟结构的分布式编队控制算法，并对该算法的稳定性进行了理论分析。文献[8]针对多无人机系统建立虚拟刚体模型,实现了实时的人机交互，并在虚拟刚体坐标系下研究了无人机的队形变换和避障问题[9]。这些方法既有其自身的优势，但也存在一些不足。领导者-跟随者方法易于实现，但没有跟随者的信息反馈。因此，整个编队的自主性不足，而且领导者的故障将可能导致整个编队的失控。行为策略方法是一种基于仿生学的方法，其优点是可以分布式实现，并可以扩展到很大的集群，缺点则在于编队的稳定性无法保证，并且很难分析编队的特征。……