多智能体的分布式协调控制是当今控制理论的热点之一,可以直接应用于众多领域,如多移动机器人编队、传感器网络、信息融合和分布式计算等等。分布式一致性问题作为协调控制的基础问题之一,主要思想是设计合理的分布式控制算法,使被控系统中的个体通过局部信息交互,实现所有个体的状态趋同。脉冲调制间歇控制作为一种分布式算法,控制器的工作时间是不连续的,这种算法极大减轻了控制器的执行负担。并且,能根据控制的限制的不同,调节控制输入函数。本文基于多智能体分布式领导－跟随问题,在考虑传感器带宽限制、测量限制和通信时滞的基础上,设计有效的脉冲调制间歇控制协议,研究二阶多智能体系统的一致性追踪和多追踪问题,同时采用多智能体分布式协同解决电网频率稳定控制问题。主要工作如下:针对二阶多智能体的一致性追踪问题,考虑传感器带宽的限制,引入了随机量化的方案。同时,分别在系统速度可测和不可测情况下,设计了两个分布式脉冲调制间歇控制协议,研究二阶多智能体领导－跟随一致性问题。基于随机量化、Hurwitz稳定、离散化方法和代数图论,推导出被控系统为包含生成树的有向图或连接的无向图时,实现一致性追踪的充分必要条件。特定的,在采样控制和脉冲控制两种特殊的控制协议下,得到了简化的约束条件。二阶多智能体实现一致性追踪不仅依赖于脉冲函数、连接拓扑和采样区间,还与控制持续时间有关。针对无速度估计条件下的多追踪问题,同样引入了随机量化的方案。在系统速度不可测的情况下,设计了基于采样位移信息的量化间歇脉冲控制协议,研究了二阶多智能体在有向通信拓扑下的多追踪问题。通过理论分析得到了被控系统实现分组跟踪不同的期望轨迹的充分必要条件。针对具有通信时滞的多追踪问题,提出了通信拓扑为有向图的二阶多智能体系统实现多追踪的控制协议,此问题是上一个问题的扩展。基于提出的控制协议,分别分析了通信时滞在不同的范围内,被控系统实现多追踪的充分必要条件。假如通信拓扑包含一个生成树,且采样区间、控制增益和通信拓扑的特征值满足某些条件时,多智能体系统能够实现多追踪。针对电网功率优化问题,引入了负荷侧参与调频的机制。考虑传统AGC机组控制容量的限制,在系统发生大扰动时,响应负荷集群作为旋转备用参与系统有功功率分配。为使电网频率稳定且工作在额定频率,结合多负荷集群锐减有功功率机制,考虑负荷功率减少和AGC机组调节成本,提出了两层的优化分配模型,第一层采用Lambda-Iteration方法将有功功率不匹配量分配给多负荷群和AGC群;第二层中,采用θ-logarithmic约束重构成本函数,提出了分布式优化分配方案,实现最优的多负荷的有功功率减少量和AGC机组调节量。最后,验证了这种分配方案的有效性、鲁棒性和灵活性,同时在最优的控制条件下,实现电网频率控制的稳定和提高。最后对本文的研究工作进行了总结,并对多智能体分布式协同控制及其应用的进一步研究进行了展望。