现今无人机技术已充分运用到了军事、商业和科研各个领域,无人机的编队控制也成为一个热门的研究课题。在对生物系统的观察过程中,科学家们发现了许多编队运动的优点:大雁组成人字形梯队南飞以减少阻力,鱼群通过编队提高游泳和捕食的效率等。无人机的编队运动是由大量无人机组成一个特定的几何形状进行的协同运动。无人机的编队运动相对于单一个体运动而言拥有更高的效率,更强的稳定性和鲁棒性,更有利于执行高强度的任务,例如灾情监测,搜索救援等。编队控制是在无人机进行编队运动时保持或即时改变机组之间预设的相对距离的控制技术,但是现有的科技水平还无法支持完全意义上的多无人机编队的自主决策,几乎不能实现较高程度智能化集群式大规模协同编队飞行。因此深入开展信息感知技术、数据融合技术、任务分配技术、编队控制技术、通信组网技术等多项技术的研究,并结合多项技术进行协同研究,对中国实现美国空军发布的2016年-2036年小型无人机发展规划中的“蜂群”、“编组”、“忠诚僚机”和诱饵等多无人机协同编队具有重要指导意义。通信约束作为无人机编队运动中的一个重要难题,是近十几年国内外研究的热点。由于现实情况的复杂性,众多不可控因素导致的通信约束在通信过程中时有发生,其规模、危害还在不断增加,深深影响着无人机编队的稳定性。结合以上原因,找到预防和控制通信约束的措施至关重要。因此,必须充分考虑实际情况,联系无人机系统的自身特性,针对不同的通信约束,建立合理的无人机编队模型,设计高效的编队控制方案,实现无人机编队稳定运行。这对无人机编队控制的实际应用具有重要的意义。本文的主要研究内容如下:一、考虑到无人机编队成员进行信息交互的过程中,因通信带宽、传送的数据量等限制,可能发生信息传输时延的情况,利用服从Bernoulli分布的随机变量描述信息传输时延,研究多无人机的编队控制方案设计问题。建立Lyapunov-Krasovskii泛函,结合随机分析与Lyapunov稳定性理论,推导出无人机编队控制的时延相关的稳定性条件。二、在多无人机信息传输带宽有限的前提下,研究了多无人机的编队控制方案设计问题。利用基于复合误差信息的事件触发机制来减少信息传输量,降低通信带宽占用。建立Lyapunov函数,结合事件触发机制与Lyapunov稳定性理论,推导出无人机编队控制的稳定性条件。三、针对无人机线速度测量的复杂性,提出了无线速度测量的编队控制方案。设计合适的辅助系统充当虚拟无人机,将无线速度测量的问题转化为对虚拟无人机的跟踪问题,从而实现无线速度测量的无人机编队控制。在此前提下,利用服从Bernoulli分布的随机变量描述编队系统随机时延,从而实现无线速度测量的具有通信约束的无人机编队控制。