多无人机系统的编队跟踪控制成为无人机控制领域中的一大研究热点,得到了各位学者的密切关注,在实际工程中也得到广泛应用。然而,在飞行过程中无人机可能会遇到执行器发生故障的情况,执行器发生故障将会影响无人机的正常飞行及整体任务的完成。此外,无人机之间的交互可能会由于通信距离的限制,使得通信链失效并产生新链路,从而链路发生切换。因此,研究切换拓扑下具有执行器故障或未知控制输入时的时变编队跟踪控制问题很有意义。本文主要研究内容如下:首先,研究了切换拓扑下具有执行器故障的多无人机系统容错时变编队跟踪控制问题,构造了一种基于一致性策略和自适应策略相结合的容错时变编队跟踪控制协议。利用自适应更新参数、无人机之间的相对状态信息及非线性函数设计控制协议,并给出编队跟踪的可行性条件。通过求解代数Riccati方程及构造合适的Lyapunov函数,证明了控制器的稳定性。其次,研究了切换拓扑下具有执行器故障和非合作目标的多无人机系统容错编队跟踪控制问题,构造容错时变编队跟踪控制协议,在领导者具有控制输入的情况下能有效地处理跟随者执行器发生的部分失效故障及偏差故障。通过对领导者控制输入的界值进行假设,设计出自适应容错控制协议,并利用Lyapunov函数进行了稳定性证明,验证了所提方法的控制性能。最后,研究了切换拓扑下具有非合作目标的多无人机系统时变编队合围跟踪控制问题。根据无人机之间的相对状态信息,设计出基于一致性控制策略的编队跟踪控制协议和合围控制协议,利用Lyapunov函数进行了稳定性证明,验证了编队领导者可以完成期望的时变编队并同时跟踪上跟踪领导者的状态轨迹,而且跟随者可以收敛到由编队领导者形成的凸包中。