无人机由于其尺寸小,可协同等优点被广泛应用于人类生活的各个领域,多无人机编队执行任务可以避免单无人机任务半径小,续航能力不足等缺点,已成为世界范围内民用和军用的重点研究方向。多无人机编队在任务过程中面临着环境高动态性的考验,一是地理环境中的动态障碍,二是信道环境中的动态衰落,这对多无人机编队的环境适应性提出了新的要求。无线信道中的多径衰落和阴影衰落会给信号传输带来干扰,减弱无人机通信时接收信噪比,影响无人机之间的通信连通强度,造成编队通信拓扑的恶化,相应地会严重影响编队控制率的收敛性和收敛速度。目前的无人机编队算法仅从系统控制理论出发设计分析控制率的收敛性,简化了对组网通信的分析,没有从通信角度考虑到无线信道衰落对编队拓扑乃至编队控制的影响。建模分析信道衰落对编队控制的影响是一个需要考虑的实际问题和研究难点,因此本课题主要从基于衰落信道下的通信拓扑对无人机编队算法进行优化设计。本课题为了分析信道衰落对无人机编队控制的影响,建立了多径信道下的通信拓扑模型。为了实现避障设计队形,我们以智能体集群行为中的聚集,对齐和避障原则指导无人机动态编队,基于人工势场法建立目标点引力场和无障碍区域斥力场以此实现编队自主规划导航路径和动态避障,另建立无人机之间的势场引导各无人机形成动态的编队队形。设计基于固定时间的一致性控制率以实现可控时间内编队的队形变换和各无人机的速度对齐,同时计算分析了一致性控制的收敛时间与通信拓扑之间的关系,考虑到无人机在衰落信道下的通信情况对编队控制的影响,提出队形优化和功率再分配两种优化方案,以此提高动态环境的自适应能力。最后,我们对整个编队控制和优化过程中涉及到的分布式数据传输机制和集中式数据传输机制进行了设计。本课题利用MATLAB仿真平台对算法进行验证,实现了在高密度的运动不规则障碍环境下动态避障,通过一致性控制率对无人机进行控制,在最大收敛时间内实现编队一致性,成功实现了集群行为的聚集,对齐和避障原则。当多径信道衰落增大时,通过所设计的拓扑优化方案有效地改善了编队通信拓扑和编队一致性控制的效果。