本書針對無人機集群通信受限、控制受限和規(guī)模天花板效應等內(nèi)容，從抗毀性拓撲、非線性編隊控制律、分組分層控制架構等角度開展了基礎理論研究和關鍵技術攻關，并進行半實物仿真和飛行驗證，完成了多架規(guī)模的無人機集群全流程數(shù)值仿真和多架規(guī)模的實物飛行，驗證了大規(guī)模集群控制策略的有效性。
近年來，在智能化技術驅動下，無人系統(tǒng)技術迅猛發(fā)展并廣泛應用：軍事上，從中東戰(zhàn)場到俄烏戰(zhàn)爭，無人作戰(zhàn)系統(tǒng)已從原來執(zhí)行偵察監(jiān)視等輔助任務走上了戰(zhàn)爭的前臺，拓展到察打一體、跨域協(xié)同打擊等全域全時任務；民用上，無人系統(tǒng)在安保、物流、救援等諸多領域創(chuàng)造了新的經(jīng)濟增長點，智能無人系統(tǒng)正在從各種舞臺的配角逐漸走向舞臺的中央。
國防科技大學智能科學學院面向智能無人作戰(zhàn)重大戰(zhàn)略需求，聚焦人工智能、生物智能、混合智能，不斷努力開拓智能時代“無人區(qū)”人才培養(yǎng)和科學研究，打造了一支曉于實戰(zhàn)、甘于奉獻、集智攻關的高水平科技創(chuàng)新團隊，研發(fā)出“超級”無人車、智能機器人、無人機集群系統(tǒng)、跨域異構集群系統(tǒng)等高水平科研成果，在國家三大獎項中多次獲得殊榮，培養(yǎng)了一大批智能無人系統(tǒng)領域的優(yōu)秀畢業(yè)生，正在成長為國防和軍隊建設事業(yè)、國民經(jīng)濟的新生代中堅力量。
《無人系統(tǒng)技術出版工程》系列叢書的遴選是基于學院近年來的優(yōu)秀科學研究成果和優(yōu)秀博士學位論文。叢書圍繞智能無人系統(tǒng)的“我是誰”“我在哪”“我要做什么”“我該怎么做”等一系列根本性、機理性的理論、方法和核心關鍵技術，創(chuàng)新提出了無人系統(tǒng)智能感知、智能規(guī)劃決策、智能控制、有人一無人協(xié)同的新理論和新方法，能夠代表學院在智能無人系統(tǒng)領域攻關多年成果。第一批叢書中多部曾獲評為國家級學會、軍隊和湖南省優(yōu)秀博士論文。希望通過這套叢書的出版，為共同在智能時代“無人區(qū)”拼搏奮斗的同仁們提供借鑒和參考。在此，一并感謝各位編委以及國防工業(yè)出版社的大力支持！
多年來主持國家自然基金項目、陜西省自然基金項目、軍內(nèi)科研等項目。獲軍隊科技進步獎二、三等獎4項，軍隊院校教學成果獎三等獎1項，獲大學基礎研究基金項目優(yōu)秀成果獎一等獎1項。授權（申報）專利8項；在國內(nèi)外公開發(fā)表學術論文30余篇，出版研究生教材1部。
第1章 緒論
1．1 研究背景與意義
1．2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
1．2．1 機器人集群研究現(xiàn)狀
1．2．2 集群編隊控制研究現(xiàn)狀
1．2．3 研究現(xiàn)狀分析
第2章 數(shù)學理論基礎
2．1 非線性系統(tǒng)理論基礎
2．1．1 無源性理論
2．1．2 不變集理論
2．1．3 穩(wěn)定性與相對穩(wěn)定性
2．2 代數(shù)圖論基礎
2．2．1 圖的表示
2．2．2 幾種典型圖的性質
2．3 小結
第3章 集群網(wǎng)絡的一致性分析
3．1 無向集群網(wǎng)絡的一致性分析
3．2 有向集群網(wǎng)絡的一致性分析
3．3 小結
第4章 面向集群拓撲的抗毀性設計
4．1 無向網(wǎng)絡抗毀性
4．1．1 網(wǎng)絡性質
4．1．2 生成算法
4．2 有向網(wǎng)絡抗毀性
4．2．1 概述
4．2．2 k邊連通有根圖
4．2．3 k頂點連通有根圖
4．3 仿真分析
4．3．1 數(shù)值算例
4．3．2 進一步討論
4．4 小結
第5章 無人機協(xié)同路徑跟隨控制律設計
5．1 框架設計
5．2 基于協(xié)同路徑跟隨的隊形保持
5．2．1 問題描述與數(shù)學模型
5．2．2 協(xié)同集內(nèi)的控制律設計
5．2．3 協(xié)同集外的控制律設計
5．2．4 閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
5．2．5 仿真試驗
5．3 基于協(xié)同路徑跟隨的隊形變換
5．3．1 問題描述與求解框架
5．3．2 控制律設計
5．3．3 半實物仿真試驗
5．4 飛行驗證
5．5 本章小結
第6章 考慮風擾的無人機協(xié)同路徑跟隨控制律再設計
6．1 風擾下的協(xié)同路徑跟隨模型
6．1．1 單架無人機路徑跟隨模型
6．1．2 多機協(xié)同路徑跟隨
6．2 風擾下的控制律再設計：無估計的情形
6．2．1 單無人機路徑跟隨控制律
6．2．2 多機協(xié)同路徑跟隨控制律
6．2．3 進一步討論
6．3 風擾下的控制律再設計：帶估計的情形
6．3．1 單架無人機路徑跟隨控制律設計
……
第7章 大規(guī)模集群編隊控制方法研究
縮略語
參考文獻
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