● 摘要
多智能体系统一致性问题是多智能体系统协调控制的基础，由于其在无人机编队控制、分布式估计、卫星姿态控制等领域的广泛应用，已成为数学、统计物理、系统与控制科学等学科研究者关注的热点问题。所谓一致性是指系统中所有智能体的部分或者全部状态完全相同，一致性问题的研究过程是采用分布式的控制策略，基于智能体之间的局部信息耦合，设计协议或算法，然后对协议作用下的系统进行分析，取得保证系统渐近或在有限时间内实现一致性的条件。研究多智能体系统的内在演化规律，分析其一致性，有助于使其更好地为人类服务。
本论文在相关研究成果的基础上，运用矩阵理论、代数图论和稳定性理论等知识，分别讨论了多智能体系统的一致性问题、分组一致性问题和编队控制问题。主要贡献包括：
（1）考虑了一般固定拓扑下二阶同质多智能体系统的分组一致性控制问题，提出了基于牵制控制技术的分布式分组一致性协议。基本研究方法是将分组一致性控制问题转化为标准的稳定性问题，然后运用稳定性理论对转化后的系统进行稳定性分析，从而得到了保证二阶同质多智能体系统渐近分组一致的充要条件。基于以上研究方法，分别研究了系统连续和离散两种情形下多智能体系统的分组一致性问题，并给出了各种拓扑结构下系统中被牵制智能体的选择方法。
（2）研究了一类离散异质多智能体系统在有向固定拓扑下的一致性控制问题，提出了分布式的线性控制协议。该类异质系统包含一阶和二阶智能体。在此协议作用下，如果有向拓扑含有生成树，那么一定取值范围内的控制参数和采样周期可保证系统中所有智能体的状态渐近达到一致。
（3）研究了一类由一阶智能体和二阶智能体组成的异质多智能体系统的分组一致性控制问题。针对系统连续和离散两种情况下的分组一致问题，分别提出了基于局部信息的分布式控制协议，在系统拓扑满足入度平衡条件的假定下，取得了此类异质系统渐近实现分组一致的充分条件。
（4）考虑了一类异质多智能体系统的牵制分组一致性控制问题。具体来说，是利用牵制控制技术，为包含一阶智能体和二阶智能体的异质系统设计了分组一致性协议，在没有假设系统拓扑满足入度平衡条件，不需要系统各子组之间存在负数权值的情况下得出系统在一般有向拓扑下分组一致的充分条件。
（5）针对由一阶积分器和二阶积分器组成的具有固定拓扑结构的异质多智能体系统，研究其领航者-跟随者编队控制问题，设计了领航者分别为一阶积分器和二阶积分器时的编队控制协议，分析得到了保证系统实现编队和保持编队的充分条件。当系统拓扑为有向图时，该充分条件与控制参数和系统的拓扑结构相关；当系统拓扑为无向图时，该充分条件仅与系统的拓扑结构有关。
最后，总结了本文所做工作并展望了未来需要继续研究的问题。