随着无人机在现代科技中的广泛应用，其自主控制算法的设计已成为目前的研究热点。相较于单架无人机，多机的编队飞行更有利于任务的高效率、高质量完成，同时一定程度上增大续航能力。但在复杂环境下无人机编队的应用仍处于受限状态，亟待解决的关键问题主要在于避障、机间自碰撞与协调合作三个方面，这是影响无人机编队稳定性的重要因素。同时在无人机机间通信存在时延的情况下，编队于复杂环境下的稳定性极易受到影响。因此，本文针对无人机编队于复杂环境下的控制算法展开研究，主要研究工作如下：
　　1．基于势场理论提出了无人机编队航迹规划算法。考虑多无人机存在自碰撞与障碍碰撞问题，首先建立二阶无人机模型，选取人工势场法进行无人机编队航迹规划研究。进一步对传统势场法原理展开分析，根据不足之处给出针对性地解决措施。通过调整势场函数系数来弥补目标不可达缺陷，并在无人机死锁时启动指向目标的附加旋转力，助其挣脱局部极值限制。针对多无人机系统引入机间势场力，在无人机相距较远时表现为引力，较近时表现为斥力，完成编队约束并避免机间自碰撞。通过仿真验证了改进势场算法在复杂环境下无人机编队航迹规划的有效性。
　　2.基于一致性理论提出了无人机编队协同避障控制算法。对多智能体一致性理论进行分析，根据图论建立无人机编队的固定无向通信拓扑模型，引入期望编队中心参考向量的概念，将无人机位置与其差值作为一致性位置变量，通过与相邻无人机的状态值进行比较调整，实现编队的协同一致。结合改进势场算法提出编队协同避障控制策略，实现无人机的避障、编队安全、前往目标等控制效果。通过构造Hamilton函数证明了无人机编队的系统稳定性与一致性。仿真结果表明，所提算法可使各架无人机在复杂障碍环境下安全避障并达到关于位置与速度一致。
　　3.研究了存在固定常数通信时延的无人机编队控制问题。对无人机编队内的通信时延出现原因与类型进行简单分析。针对固定无向的四智能体编队系统，以编队协同避障控制算法为基础，采用同步耦合的手段使各架无人机与相邻无人机的时延状态变量进行比较，得到固定时延下的无人机编队控制协议，通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函给出时延系统的稳定性判据。并考虑编队避障过程中若要达到较优控制效果，选取不同时延值进行仿真验证，结果表明在不超过通信时延上界的前提下，无人机编队在所提出控制协议的作用下可完成预期设计目标。