柯天成，李晓丽，董 鑫

(东华大学 信息科学与技术学院，上海 201620)

无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)在摄影、军事、环境监测[1]、农业生产[2]、交通运输等方面发挥了较大的作用，并且随着无人机技术越来越成熟，其应用场景也将逐步增加。但单架无人机起到的作用是有限的，因此执行任务的时候需要无人机组的协同配合。例如，军事行动中，单靠一架无人机难以完成精准打击敌方目标的任务[3]，通常都需要无人机组编队支持。生物学家通过研究生物群体行为发现，无序队形相对于有序队形来说更加费“时”、费“力”，如何更好更快地达到理想队形引起了国内外众多学者的兴趣。

编队控制问题在无人机、多智能体、机器人等领域已有多年的研究。倪利平[4]研究了智能体的角度对其线速度的影响，提出一种基于虚拟结构的分布式队形控制算法，并从理论上分析了该算法的稳定性。朱旭[5]基于行为法对无人机编队进行了控制。文献[6]将图论法和领航跟随法融合，提出一种有领航者的二阶一致性算法。文献[7]研究了具有切换和定向交互拓扑的无人机组时变编队跟踪(time-varying formation tracking, TVFT)的控制问题。这些队形控制算法为无人机编队的研究作出了很大的贡献，但均存在一些缺陷[8]：虚拟结构法很难让单个个体保持信息的同步；行为法难以用数学的方法进行稳定性分析；领航跟随法是最早提出也是目前应用最为广泛的一种编队控制方法，具有原理简单、实现过程容易等优点，但其稳健性较差，一旦前级产生误差，后级的误差将会扩大，不利于精确控制。……