近年来,随着科学技术的飞速发展,以智能化和创新为代表的无人机正逐步融入到农业植保、电力检测、民用摄影、航空测绘以及气象监测等各个社会领域。然而单个无人机受能耗、重量、尺寸的限制,无法完成一些复杂的大规模任务,而多无人机协同工作则可以实现任务分化和并行处理,使得每个无人机只完成既定的局部任务。这种分布式多智能体的编队控制系统成为各大高校、科研院所研究的新热点。四旋翼飞行器作为无人机的一个重要分支,尤其是在编队控制领域,越来越受到广大研究学者的重视。目前的研究主要集中在编队形成和保持、队形切换、路径规划等方面。多智能体协同编队的主要方法有:跟随领航者法、基于行为法、虚拟结构法、人工势场法等。本文以四旋翼飞行器为研究对象,重点研究了基于单四旋翼稳定控制的编队控制算法。首先介绍了四旋翼飞行器的结构和原理,建立四旋翼飞行器的数学模型。然后对四旋翼硬件系统进行模块化设计,给出了飞控系统的软件设计方案。并对多传感器进行信息融合,结合双闭环PID的飞行控制器完成了单个四旋翼飞行器的稳定控制。四旋翼飞行器编队采用领航跟随法,利用相对偏差距离和相对偏差角度实现编队控制。本文给出了每个四旋翼位置的描述,在不考虑动力学模型的条件下建立了空间运动模型,并采用改进的PID控制算法设计编队保持控制器,使得四旋翼在编队飞行中能够保持队形稳定。为了验证编队算法的可行性,以两个自主设计的四旋翼飞行器为硬件平台,以C#编写的地面控制系统为软件平台,通过NRF24L01P进行无线通信,并与地面站结合,建立了一个分布式控制系统。最后,进行了四旋翼数据融合和飞行控制实验,并对实验结果进行了分析;设计了四旋翼编队轨迹跟踪实验,并对控制效果进行分析,验证了编队算法的可行性。