无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)具有体积小、使用方便、战场生存能力强的特点,对未来空战有重要意义。在民用方面也有着广泛的应用,如快递运输、航空拍照、交通巡逻等,发达国家也在积极扩展行业应用于发展无人机技术。多无人机的群集行为研究受到了广泛关注,其中姿态同步控制是实现群集行为的基础。一般情况下,通常使用陀螺仪来测量无人机的角速度,但是陀螺仪经济成本高且容易失效,造成系统的不稳定和经济上的负担,带来了安全方面的不可控因素,因此,无角速度测量方案近年来成为了研究热点。本文在综述现有文献的基础上,分析了目前多无人机姿态同步控制研究中存在的不足,进一步针对一些关键问题展开研究,全文内容概括如下:研究了随机时延下无角速度测量的无人机群姿态同步。在无人机群团队成员间进行信息交互过程中,信息传输时延是不可避免的,考虑信息传输时延随机发生的情况,采用Bernoulli随机分布描述时延的随机发生,提出了无角速度测量下无人机的姿态同步设计方案。考虑到不用角速度作为反馈量,使用基于虚拟系统的方法进行处理,为群中每个无人机设计一个虚拟系统,为各个无人机生成一个中间姿态参考轨迹,将无人机与之相关联,设计控制输入,使得各个无人机跟踪其相应的虚拟系统,同时所有虚拟系统同步它们的姿态。实现随机时延下无角速度测量的无人机无主式和主从式姿态同步。研究了事件触发机制下无角速度测量的无人机群姿态同步。考虑了无人机信息传输过程中周期采样使网络通信压力急剧增大,造成信息传输延时和丢包等情况,基于事件触发机制,提出了无角速度测量下无人机的姿态同步设计方案。为每个无人机系统设计事件触发条件,每个无人机系统的信息将仅在触发时刻进行发送,大幅度降低网络通信压力。考虑到不用角速度作为反馈量,使用基于虚拟系统的方法进行处理。通过设计虚拟角速度中无人机系统间触发时刻的姿态误差和输入力矩,实现事件触发机制下无角速度测量的无人机无主式和主从式姿态同步。研究了干扰力矩存在下的无角速度测量的无人机群姿态同步。在无人机飞行过程中容易受到外界气流等干扰影响,出现飞行轨迹偏移等现象。通过设计干扰力矩和输入力矩,采用虚拟系统方法实现免角速度测量,在存在干扰力矩和随机时延的情况下,保证了控制器的有效性和稳定性,提高了无人机地抗干扰性和稳健性,实现了无角速度测量的无人机无主式和主从式姿态同步。最后对全文内容进行总结,并对相关研究方向的进一步发展进行了展望。