董文奇，何锋

北京航空航天大学 电子信息工程学院，北京 100083

无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)编队飞行是当前UAV领域研究的热点，随着UAV技术的不断发展，其已逐步被应用在目标侦察、目标跟踪、目标打击、通信中继、喷洒农药、空中加油等众多军用和民用领域[1]。集群UAV突破了单个无人机技术和性能上的限制，利用自组网技术组织多种性能不同、功能各异的UAV协同合作，极大地提高了执行任务的能力和效率[2]。伴随着UAV集群执行的任务越来越复杂多样，编队规模逐渐增大，编队内部UAV不易同步，编队队形难以保持，同时由于UAV自身存在计算/存储能力受限、机载能源有限等特点[3]，UAV编队飞行面临着新的挑战。因此对于大规模UAV集群，如何在保持队形的同时，尽量减少总通信代价以及提高编队续航能力进行UAV编队飞行是一个亟需解决的问题。

UAV编队飞行时，只需要使用部分通信链路即可保持队形，这部分通信链路即为队形保持下的信息交互拓扑，是通信网络拓扑的一个子集[4]。按照编队结构，多智能体信息交互拓扑的研究可大致分为领航-跟随者编队、一致性编队、刚性编队以及持久编队4类。针对领航-跟随者编队信息交互拓扑的研究，文献[5]证明了领航-跟随者控制方法下，UAV编队的信息交互拓扑是通信网络拓扑的一棵有向生成树；在此基础上，文献[4]提出了一种集中式基于最小树形图(Minimum Cost Arborescence，MCA)的领航-跟随者编队信息交互拓扑优化算法。一致性编队的主要核心思想是智能体利用与之通信的邻居智能体的状态信息更新自身的状态，并最终使所有智能体状态达到一致，比如文献[6]在动态变化的信息交互拓扑和权重因子条件下，提出了一种新的一致性控制协议，并将一阶系统推广到n阶可控系统。……