随着科技的不断进步,对于海洋的不断探索与开拓,单船舶作业已经不能满足人类的需求,因此多船舶的协作问题日趋重要。而要解决多船舶协作问题,首要解决的便是多船舶编队问题,本文以解决多船舶编队问题为中心,从多船舶编队拓展到多船舶编队避障,在前人研究的基础上改进了船舶编队及避障控制方法,为解决多船舶协作问题提供了理论与仿真基础。提出将一致性原理用于解决局部路径规划问题,通过改进一致性协议,解决了目标导向的船舶编队及避障问题。本文所做工作如下:首先,研究编队及避障控制的多种方法,并确定本文采用的方法主体,包括基于行为的控制法中矢量累加法、人工势场法、一致性算法,并阐述几种方法中需要应用的基础知识与基本概念,同时说明稳定性原理,为后续稳定性证明提供理论基础。其次,根据二阶多智能体系统模型,对多智能体一致性编队及避障问题进行研究,研究主要由三部分组成:第一部分是编队控制,将编队控制函数加以改进,通过编队控制令船舶达到预期编队队形;第二部分是一致性控制,选取合适的一致性协议,通过一致性控制令多船舶在速度状态达到一致;第三部分是避障控制,设计以斥力场为基础的避障方法,通过避障控制令船舶在编队运动过程中有效规避障碍物。将编队控制、一致性控制与避障控制相结合,优化了基于多智能体一致性的编队及避障控制方法,并证明其稳定性,分别进行在单一固定障碍物、单一移动障碍物和多固定障碍物环境条件下的仿真验证。提出了一种判断方法,用于判断编队是否达到预期编队队形,并以该方法作为评判何时达到预期编队的准则。分析了外界干扰对多智能体系统一致性的影响,根据这种影响,判断在一致性控制下多智能体系统受到障碍物的影响。最后,通过对编队及避障控制的深入研究,对以下两个方面做出改善与创新。一方面改进避障环节,在原避障控制输入基础上加入避障前判断环节,该改进在特定条件下可以极大地提高多智能体系统达到预期编队的速度。另一方面,提出将一致性原理用于解决局部路径规划问题,基于人工势场法中目标点对智能体的引力势场思想,提出了基于一致性协议的目标导向控制方法,无需对虚拟智能体位置进行跟踪,只需满足速度一致条件,且虚拟智能体速度函数中带有航行反馈项。该方法可以有效避免局部路径规划中易陷入极小值点问题,通过与编队及避障控制输入相结合,解决了有目标导向的船舶编队及避障控制问题,并通过仿真验证该方法的有效性。