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无人机空中加油的关键在于建立并保持加油机与无人机之间的有效队形，实现无人机在此过程中的自动飞行；在对空中加油全过程论述的基础上，首先对加油过程中的编队飞行问题进行了数学建模，并依据所建立的数学模型设计了无人机编队飞行控制器，最后通过对空中加油条件的模拟初始化，给出了无人机对接阶段的仿真要求并对所建立的系统模型及控制器进行了仿真验证；仿真结果表明，所建立的模型及控制器可以实现加油编队快速、平稳的会合、对接，为空中加油任务的顺利完成提供了保障。