无人机协同是未来无人机技术应用的重要领域之一，多无人机编队作为实现多无人机协同的关键技术，已经成为研究的热点。无人机编队控制方法分为集中式和分布式两种。集中式控制方法虽然控制效果较好，但对通信带宽和计算能力要求较高，因此在实际应用中存在局限性。分布式控制方法则以其灵活性好、鲁棒性强和对通信及计算性能要求低等优点，更适用于复杂环境下的无人机编队控制。
分布式无人机编队控制的关键在于设计一种有效的分布式算法，用以解决系统中无人机间的协同问题。在这种控制策略下，每架无人机不直接与其他所有无人机交互，而是根据周围邻居无人机的信息来调整自己的状态，最终使得整个无人机群达到一致的飞行状态。由于通信网络的限制，例如网络拥塞、传输速度限制、通信距离等因素，通信时延不可避免。时延的引入，特别是时变时延，将会影响无人机编队控制的性能，因此研究时延对无人机系统的影响，提出解决时延问题的编队控制方法具有重要的理论价值和工程意义。
本文提出了一种存在时延的分布式无人机编队控制方法。针对无人机的非线性动力学模型，研究在有向固定拓扑条件下，如何应用高阶一致性理论来解决无人机系统的分布式编队问题。高阶一致性理论是一种允许多个智能体通过一定的信息交互规则，在一定时间内达到动态一致性的控制策略。该理论能够处理系统中存在时延的复杂场景，适用于无人机编队控制。
进一步，利用Lyapunov稳定性原理，结合线性矩阵不等式（LMI）的方法，研究者得出了系统在存在时变时延条件下达到稳定的充分条件。Lyapunov稳定性原理是研究非线性系统稳定性的一种方法，通过构造一个所谓的Lyapunov函数，可以判断系统平衡点的稳定性。而线性矩阵不等式则是一种基于矩阵理论的分析工具，它在处理系统稳定性分析以及控制器设计等问题时能够提供一套有效的解决方案。
仿真结果验证了所提出编队控制方法的有效性，表明在满足稳定性条件的前提下，所提出的控制方法能够指导无人机系统形成稳定的编队，并达到预期速度。这说明了该方法在解决实际无人机编队控制问题中的应用价值。
关键词中的“无人机”指的是一种无人驾驶的航空器，具有多种用途，包括军事侦察、监视、打击等。“高阶一致性”指的是系统中各个智能体通过交互协调达到较高阶数一致性状态的过程。“时变时延”是指通信延迟不是固定不变的，而是随着时间变化的。“线性矩阵不等式”是一种通过矩阵不等式来表达和解决优化问题和系统稳定性问题的数学工具。
由于无人机编队控制方法在军事和民用领域都具有广泛的应用前景，所以对相关技术的研究，不仅在理论层面具有重要的研究价值，而且在实际应用中也具有重要的推广意义。随着无人机技术的不断发展，未来的无人机编队控制将会更加智能化、网络化，这将对算法设计、系统稳定性和鲁棒性提出更高的要求。
