本书以小型固定翼无人机集群为研究对象，围绕其在复杂条件下编队控制的关键问题开展研究。针对无人机集群通信受限、控制受限和规模天花板效应等挑战，作者团队从抗毁性拓扑、非线性编队控制律、分组分层控制架构等角度开展了基础理论研究和关键技术攻关，并进行半实物仿真和飞行验证，完成了100架规模的无人机集群全流程数值仿真和21架规模的实物飞行，验证了大规模集群控制策略的有效性。 本书提出的相关理论方法，对未来复杂环境下无人机集群遂行多样性任务具有重要的指导和借鉴意义，可供从事无人机、机器人研究、开发和应用的科研人员和工程技术人员参考。

第1章 绪论
1．1 研究背景与意义
1．2 国内外研究现状与分析
1．2．1 机器人集群研究现状
1．2．2 集群编队控制研究现状
1．2．3 研究现状分析

第2章 数学理论基础
2．1 非线性系统理论基础
2．1．1 无源性理论
2．1．2 不变集理论
2．1．3 稳定性与相对稳定性
2．2 代数图论基础
2．2．1 图的表示
2．2．2 几种典型图的性质
2．3 小结

第3章 集群网络的一致性分析
3．1 无向集群网络的一致性分析
3．2 有向集群网络的一致性分析
3．3 小结

第4章 面向集群拓扑的抗毁性设计
4．1 无向网络抗毁性
4．1．1 网络性质
4．1．2 生成算法
4．2 有向网络抗毁性
4．2．1 概述
4．2．2 k边连通有根图
4．2．3 k顶点连通有根图
4．3 仿真分析
4．3．1 数值算例
4．3．2 进一步讨论
4．4 小结

第5章 无人机协同路径跟随控制律设计
5．1 框架设计
5．2 基于协同路径跟随的队形保持
5．2．1 问题描述与数学模型
5．2．2 协同集内的控制律设计
5．2．3 协同集外的控制律设计
5．2．4 闭环系统稳定性分析
5．2．5 仿真试验
5．3 基于协同路径跟随的队形变换
5．3．1 问题描述与求解框架
5．3．2 控制律设计
5．3．3 半实物仿真试验
5．4 飞行验证
5．5 本章小结

第6章 考虑风扰的无人机协同路径跟随控制律再设计
6．1 风扰下的协同路径跟随模型
6．1．1 单架无人机路径跟随模型
6．1．2 多机协同路径跟随
6．2 风扰下的控制律再设计：无估计的情形
6．2．1 单无人机路径跟随控制律
6．2．2 多机协同路径跟随控制律
6．2．3 进一步讨论
6．3 风扰下的控制律再设计：带估计的情形
6．3．1 单架无人机路径跟随控制律设计
……
第7章 大规模集群编队控制方法研究
缩略语
参考文献