与单个飞行器相比,飞行器集群具有低成本、高效率、抗损耗等特点。因此飞行器集群在战场上得到了广泛的应用,是未来战场环境发展的重要趋势,同时也给国防防御技术带来了巨大的挑战。采用低成本集群对抗集群的作战方式,能够有效的消除飞行器集群带来的威胁。论文面向飞行器拦截对抗空中集群目标的场景,在实际作战中飞行器为拦截导弹,拦截对象为集群无人机,研究多飞行器智能协同制导与控制问题,实现多飞行器自主协同作战,对未来的国防事业具有一定的理论意义和工程价值。论文以多飞行器密集覆盖集群目标所在空域的协同飞行控制问题为立足点,研究了区域覆盖控制、固定时间一致性、协同制导律等算法,解决了多飞行器同时覆盖拦截集群目标空域的问题。论文主要创新性成果包括:1、研究集群目标所在空域的区域覆盖控制问题。根据目标区域中集群目标的分布函数和飞行器爆炸时毁伤半径等条件,建立多飞行器区域覆盖控制问题的数学模型。基于概率模型下的区域覆盖控制理论,提出贪婪梯度覆盖控制算法:以贪婪算法得到的最优解作为初始条件,用分布式梯度算法来确定目标区域内各个飞行器的最优部署位置,将其作为飞行器的最终目标点。2、研究含外界扰动的二阶多智能体系统固定时间一致性问题。多飞行器协同拦截任务要求多飞行器能够同时到达各自的目标位置,将多飞行器系统简化为二阶多智能体模型,设计多智能系统的固定时间一致性协议。同时在以往一致性算法的基础上,考虑到系统模型中会存在模型不确定及外界干扰等因素,提出了含外界干扰时的多智能体系统固定时间一致性算法。3、将上述方法应用于多飞行器协同拦截集群目标的控制问题中。构建飞行器的质心动力学运动模型,建立三维空间中弹目相对运动关系方程组,基于固定时间一致性分别设计多飞行器的剩余飞行时间和视线角速率协同制导律。同时结合区域覆盖控制算法,确定飞行器各自的目标位置,完成多飞行器协同拦截空中的集群目标。