近些年来随着物联网、通信、芯片制造等技术的不断优化迭代,多智能体系统协同控制问题引起了国内外专家学者的重点关注。本文以完成具有非线性项的异构多智能体系统协同控制为目标,重点讨论因异构和非线性特点导致系统协同控制实现困难的问题,非线性系统由于内部结构的复杂性,难以像线性系统一样得到一种通用性结论,但在实际的工程活动中又无法避免出现非线性模型。而异构系统中智能体具有不同的动力学模型、机械结构等,这些差异性导致分析过程较为困难,但对比同构系统,异构系统能在复杂的场景下高效地完成任务。本文基于上述背景针对具有非线性项的异构多智能体系统设计了一致性控制协议和编队控制协议。本文的主要研究内容如下:首先,针对由一阶线性和二阶具有非线性项的智能体组成的多智能体系统,在无领导者和有一阶静态领导者两种情况下的一致性问题,参考现有文献资料,观察其中系统的结构形式,理解对应的一致性协议构造思想,对比系统之间的差异,设计相适应的一致性协议。利用图论、Lyapunov稳定性理论和Lasalle不变集理论等工具,得到系统在所设计的协议作用下实现一致性的充分条件。随后进行数值仿真,最终数值仿真结果表明,若满足文中提出条件,该系统在设计的协议作用下可以实现一致性。最后搭建由智能小车和四旋翼无人机组合的简化版Simulink平台,对前节的研究进行仿真,形象模拟多智能体系统在实际工程中的运用,也有助于对多智能体系统的理解更加立体。其次,考虑由一阶线性领导者和二阶具有非线性项的跟随者组成的异构多智能体系统,在前章讨论的一致性协议基础上,设计出一种编队控制协议。运用模型转换思想将复杂的系统动力学方程转化成更易于分析的矩阵形式,随后使用Lyapunov稳定性理论等工具分析系统的稳定性,结合Schur补引理以线性矩阵不等式的形式给出了系统实现编队控制稳定的充分条件。通过软件Matlab2018b中LMI工具箱证实线性矩阵不等式可以求出可行解,再进行数值仿真,最终仿真结果表明,若满足文中给出的条件,跟随者和领导者能够达到预先设定的队形,设计的编队控制协议有效。最后,在前文研究的基础上,将系统划分为两个群组,两个群组各有一个领导者,领导者保持独立的运动,不被其它智能体影响。随后对比单个群组与两个群组之间的结构差异,设计针对两个群组的编队控制协议,运用模型转换及Lyapunov稳定性理论等工具分析系统的稳定性,得到系统在编队控制协议作用下达到稳定性的充分条件,最后数值仿真结果表明两个群组的跟随者能和各自的领导者达到预先设定的队形,设计的编队控制协议有效。