随着计算机、信息、自动化等学科的发展,多智能系统的协调控制在实际工程中展示出广阔的应用前景。一致性问题是多智能体协调控制的基础问题,现已成为系统与控制科学领域的研究热点之一。本文以图论、矩阵分析和Lyapunov稳定性理论为工具,围绕多智能体系统一致性控制中存在的若干问题展开研究。本文的主要内容如下:1.研究了具有通讯时延的二阶非线性多智能体在时间控制切换拓扑下的一致性问题。通过引入状态变换,得到降阶的一致性误差系统,于是多智能体系统的一致性问题转化为误差系统的稳定性问题。最后,构造Lyapunov-Krasovskii泛函推导出一致性协议的设计方法并得到拓扑切换信号的最小平均驻留时间。2.研究了二阶非线性多智能体系统在状态控制切换拓扑下的一致性问题。文中引入状态变换,并证明了二阶多智能体系统可由一个一阶多智能体系统等价地分析。首先,在固定拓扑情况下,得到一致性协议的设计方法。然后,设计状态控制的拓扑切换规则,并构造共同Lyapunov函数,证明在所设计的一致性协议和拓扑切换规则作用下,二阶非线性多智能体在切换拓扑联合包含生成树的情况下可达到一致。3.研究了高阶非线性多智能体系统在复杂环境下的一致性问题。一方面,研究了智能体在执行器受到Backlash-like磁滞影响并且控制方向未知情况下的一致性问题。文中利用Backlash-like磁滞的性质,将磁滞输出分解为线性输入和有界扰动的叠加。接着,采用新型的Nussbaum函数,解决了多智能体未知控制方向的问题。最后,利用反步法,并结合神经网络,推导出分布式自适应神经网络一致性协议。另一方面,研究了具有状态时延的高阶非线性多智能体系统一致性问题。基于反步法,利用神经网络补偿不确定非线性项,提出自适应一致性协议。同时,通过估计神经网络权重矩阵的上界,减少了自适应参数的数量,从而降低了计算负荷。最终,设计Lyapunov-Krasovskii泛函,证明了所提出一致性协议的有效性。4.研究了异质多智能体系统的分组一致性,并考虑通讯拓扑中存在代表竞争关系的负权重边。首先,考虑一类半异质的多智能体系统,即只允许不同分组中的智能体的动力学模型是异质的。利用线性系统的小增益定理,设计了分布式状态反馈的分组一致性协议。然后,考虑一类异质多智能体系统的分组一致性,这时所有智能体的动力学模型都允许是不同的,结合输出调节理论和小增益定理,分别提出基于状态反馈和动态输出反馈两种分组一致性协议。最终揭示组内耦合关系和组间耦合关系对多智能体系统分组一致性的影响。