自1991年海湾战争以来,无人机(UAV)有了飞速的发展和广泛的应用,多无人机协同编队飞行(CFF)逐渐成为研究热点。CFF可以弥补单架无人机势单力薄的弱点,提高作战精度,且单机故障不影响作战,已成为未来UAV研究发展的方向。但该项目涉及多学科和多技术领域,研究难度极高。因此系统深入地研究CFF控制技术,有着非常重要的现实意义。　　 虚拟原型(VP)技术是指构造数字化的原型(软件模型)来完成物理原型的功能。本文总结已有的方法,研究了无人机编队飞行控制的虚拟原型技术。　　 首先,模仿候鸟等鸟群的编队飞行特点确定了CFF的“V”形几何结构,设计了CFF的多智能体(MAS)控制架构,每一架UAV都是一个独立的智能体(Agent),多无人机编队作为一个整体,组成MAS体系。研究了MAS的体系结构、协调与协作机制及通信方式,使无人机具有Agent的感知能力、自主决策能力和通信协作能力。采用黑板系统完成无人机Agent之间的信息交互,实现编队协同。　　 其次,研究了CFF的VP技术。使用Statemate软件构建了无人机编队的虚拟原型,将CFF的MAS结构用VP自顶而下层层定义出来,设计了“CFF-VP”,以数字原型代替物理原型,降低研发成本。　　 然后,引入本项目团队已建立的CFF飞行数学模型,包括动力学和运动学模型。在此基础上,采用“长机-僚机”控制策略,设计了基于大脑情感学习模型(BEL)结合PID控制的队形保持控制器。通过仿真,该控制器能够满足队形保持的要求,控制性能较好。　　 最后,采用Statemate中的Check Model、Simulation、Panel等工具对CFF-VP进行仿真验证。结果表明,所设计的“CFF-VP”及队形保持控制器达到了期望的目标,具有一定的工程应用价值。