随着科学技术的不断发展,四旋翼无人机被广泛地应用于各行各业,但是随着社会环境的日趋复杂,单架无人机所需完成的任务也变得更加困难,这就需要对无人机的编队控制加以深入地研究。无人机编队与单架无人机相比,它执行任务的效率更高,所能完成的工作更加复杂,整个系统的容错能力也更强。然而,在目前大多数研究成果中,主要针对于时不变编队,应该指出的是时不变编队的控制理论一般不能够直接应用于时变编队,因此,研究时变编队的控制更加有意义。本文主要以四旋翼无人机为研究对象,对无人机编队控制方法及其所涉及的相关问题进行了研究,主要研究内容如下:首先,基于领导跟随无人机编队控制方法,考虑无人机编队在机动飞行过程中姿态子系统的角度饱和问题,通过将角度饱和视为一种系统扰动,进而设计一种指数观测器来对该扰动进行观测,根据其观测结果设计无人机系统的控制律,通过该控制律能够有效地抑制无人机编队在机动飞行时所产生的角度饱和。其次,由于现有研究成果中的无人机编队模型的描述是由复杂的方程组所构成,针对这一问题,提出了带有时变参数的椭球方程来对编队模型进行描述,这种描述方式使得时变编队的灵活性得以提高,可操作性更强。在此基础上,应用虚拟结构的编队控制方法设计出了编队控制律,完成了时变编队的有效控制。最后,在无人机时变编队的基础上进一步考虑了无人机编队状态的时延问题,设计时延观测器来对无人机的状态进行观测,对产生时延的无人机状态进行补偿,然后基于该观测结果设计无人机系统的控制律,这样能够使无人机在执行时变编队的过程中有效地处理时延的问题,从而保证无人机系统的正常运行。