1、無人機編隊是指多架無人機形成特定的隊形，并協(xié)同完成特定的任務。編隊技術在軍事及民用領域都具有廣泛的應用，比如偵察、打擊、勘測、組網(wǎng)、空中加油等。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，無人機編隊技術主要有領航者法、虛擬結構法、基于行為法、人工勢場法、圖論法等。本文基于擬態(tài)物理法研究無人機的穩(wěn)健編隊控制及其重構問題。論文主要工作及貢獻如下：
　　（1）改造了擬態(tài)物理法規(guī)則，并將其應用在無人機編隊控制。擬態(tài)物理法由William M. Spears在199

2、9年提出，本質是一種模擬物理定律的直接力控制。William M. Spears創(chuàng)建力規(guī)則，并將力作用在全向移動的智能體上，依靠力平衡，形成“勢阱”，最終每個智能體都會處在一個勢阱中，形成一種正則的隊形。改變力的規(guī)則就可以改變構型。論文改造了傳統(tǒng)擬態(tài)物理法的力規(guī)則，可以將無人機群體吸引到一個圓周上，并均勻分布。本文稱這種隊形為標準構型。
　?。?）提出了一種可以將標準構型變?yōu)槠渌付嬓偷碾p射變換方法。擬態(tài)物理法的控制量實質是具有

3、大小和方向的力，可以進行尺度、旋轉和平移變換。改變控制量的大小和方向，無人機群就會打破原先的力平衡，達到新的力平衡，形成新的“勢阱”，從而形成新的構型。論文研究了任意兩種構型之間是否存在變換以及如何變換的問題，提出了從標準構型到其它指定構型的雙射變換方法。
　?。?）利用反步法將擬態(tài)物理法得到的控制量映射到無人機控制系統(tǒng)中。擬態(tài)物理法得到的編隊控制量是各無人機的期望航向角和速度，為無人機上層的導航量，在實際應用中還需要解算到無人機

4、實際的控制量中。無人機系統(tǒng)是復雜的非線性模型，論文利用反步法的思想，為無人機非線性動力學模型設計了單機跟蹤控制律，將無人機的編隊控制量，即期望的航向角和速度，解算到使用負載系數(shù)為實際控制量的無人機系統(tǒng)中。
　　（4）搭建了基于X-plane飛行模擬軟件的高保真編隊飛行半實物仿真平臺，并對論文提出的算法進行了仿真驗證。X-plane是一款飛行模擬仿真軟件，可以高保真地模擬無人機的飛行。無人機編隊半實物仿真環(huán)境以千兆以太網(wǎng)交換機為中心