近年来，自然界中生物群体的突现行为成为人工智能和复杂系统领域的研究热点。这源自其在无人飞行器的协调控制、多机器人的编队控制、无线传感器网络等多智能体系统的直接应用。探讨突现行为的机制和规律不仅有助于理解自然界和人类社会中的集群现象，而且在群体系统的设计和控制中也具有广阔的应用前景。因此，突现行为研究具有重大的理论意义和应用价值。　　 目前学者们对多个具有突现特性的群体行为模型进行了深入研究，然而对突现行为具体的产生条件、机制及控制方法尚无一致性的结论。因此还需研究其他具备突现特性的群体行为模型，总结突现行为产生的通用机理。此外，作为群体行为研究中有代表性的模型之一，3-zone粒子模型是否具有突现特性尚需验证。　　 本文以3-zone粒子模型为研究对象，进行了如下研究:　　 第一，针对3-zone粒子模型存在的全局交互、忽略外界环境影响等不符合实际的情况，考虑自然界中个体感知范围有限并易受空气阻力等因素影响，提出了引入外界干扰的3-zone粒子模型(the3-zone particle model with externalinterference，简称3-zone-EI模型)。通过3-zone-EI模型与3-zone粒子模型的数值仿真对比，验证了3-zone粒子模型的突现特性以及模型改进的有效性。同时定量分析了新增参数对群体突现行为的影响，其结果表明无需全局交互，仅通过局部交互便可形成突现行为。　　 第二，针对现有突现定量判定指标体系需要扩展及其通用性尚待验证等问题，引入了序参数、群体角动量和平均邻居距离三个新的指标，采用前面的仿真数据对3-zone-EI模型的突现行为进行了定量分析。仿真表明，这些指标能够很好地解释群体行为发生突变的过程，同时也推广了这套指标的适用范围。　　 第三，针对突现定量分析结论和突现行为控制缺乏理论基础支撑的问题，采用系统宏微观分解方法，对3-zone-EI模型的扰动性进行了理论分析。理论分析结果及其数值仿真验证表明，特定条件下突现行为发生后，个体相对群体中心的扰动最终将趋于稳定。然后，以扰动性分析的结论为基础，结合突现行为定量分析的结果，探讨了对3-zone-EI模型的突现行为进行控制的方法。此外，将Swarm模型、WAR-Vicsek模型、3-zone-EI模型中关于突现的研究结论进行了对比总结。　　 最后，将本文研究成果集成到项目组前期开发的群体动力学模型突现行为仿真分析平台上，扩展了该平台的功能。