在无人控制系统与传统行业融合应用的发展趋势下,以无人机、机器人为代表的诸多无人系统先进研究成果被大量应用于传统行业的作业升级,不断提升着传统行业的工作效率。四旋翼无人机作为无人系统的典型代表,推动着物流配送、电力巡检等行业在最近几年的快速发展。相对于单架四旋翼无人机,四旋翼无人机集群编队在行业应用中具有更大的优势,一度成为全世界无人机控制领域的研究热点。目前,最常用的无人机编队控制方法是leader-follower法,但是其编队误差逐级放大和鲁棒性差的缺点也降低了其在于行业融合应用时的可靠性。本研究以基于leader-follower法的四旋翼无人机编队为基点,通过对传统的编队控制方法展开对比研究,提出了一种在有障碍区域能够稳定飞行的四旋翼无人机编队控制方法,本文的主要工作包括:1.基于leader-follower理论建立四旋翼无人机编队运动学模型。针对四旋翼无人机的编队运动,本文采用leader-follower编队方法,结合四旋翼无人机运动特点,建立四旋翼无人机编队的运动学方程,并分别设计了水平XOY方向和高度Z轴方向的编队飞行控制结构,使得多四旋翼无人机可以完成三维空间编队飞行任务。2.设计自适应模糊编队控制器。通过对四旋翼无人机运动特点的分析,以follower机期望位置信息为输入,其姿态角度控制量为输出,设计了单回路PID编队控制器。在单回路PID编队控制器基础上,设计模糊控制器来优化单回路PID控制器,并通过模糊法对模糊控制中的量化因子和比例因子再次优化,提高了follower机对leader机飞行跟踪的准确性和可靠性。3.加入编队飞行面积,修改人工势场法。考虑到四旋翼无人机编队能够在有障碍区域中通过本文设计的控制器进行编队飞行,本文加入了编队飞行面积,修改人工势场法,实现修改后的人工势场法可以为四旋翼无人机编队规划出一条合理的飞行路径的目的。4.为了对算法的有效性和可靠性进行验证,本文搭建H30S03版本四旋翼无人机编队硬件平台,根据验证需求编写了编队飞行控制软件。在此编队系统上,完成了对leader-follower法编队系统跟随控制实验,控制效果良好,Z轴方向控制误差为10cm,X和Y轴方向控制误差均为20cm,均达到预期要求。