对多智能体系统的研究主要是运用数学等基础学科的理论工具,结合控制领域的应用背景,在不同方向上进行分析研究。一直以来对多智能体系统的协调控制研究都是系统控制领域的研究热点。本文综合利用矩阵理论、控制理论、稳定性理论以及代数图论的工具研究了多智能体系统分布式协调控制中的两个问题:系统的可镇定性和包围控制。主要研究内容包括:首先,研究了一般离散时间多智能体系统的可镇定性。在定常拓扑情形下,通过引入强连通分支的概念,探讨了系统可镇定的充要条件,给出了判断系统可镇定的图条件,即,多智能体系统构成的网络拓扑中,每个强连通分支中至少存在一个智能体能够接收外部控制输入。进一步,设计了一类分散自反馈外部控制输入来实现系统的镇定性。同时,利用代数Riccati等式和不等式分别从代数和几何两个方面给出了参数和反馈矩阵的设计方法。同时提出了可镇定域的概念,给出了更为简单的设计反馈增益矩阵的方法。在切换拓扑情形下,运用平均系统理论,通过将切换多智能体系统转化为平均系统,根据分析平均系统的可镇定性,给出了切换多智能体系统可镇定的充分条件。结果表明:即使每个子系统是不可镇定的,整个多智能体系统仍能通过设计合理的外界控制输入实现稳定。最后,将上述理论结果推广到跟踪和编队控制中,分别在定常拓扑和切换拓扑情形下,给出了系统解决跟踪和编队控制的充要/充分条件。其次,研究了切换多智能体系统的包围控制,这里的切换多智能体系统指由连续时间和离散时间子系统构成切换系统,特别的,不同子系统的拓扑结构是相互独立的。在具有静态领航者的多智能系统中,分别考虑了跟随者为一阶积分器和二阶积分器时,包围控制问题可解的充分条件。当跟随者为一阶积分器模型时,通过将切换系统在不同时间间隔上的系统转移矩阵具体化,引入SIA矩阵,从而解决了系统的包围控制问题。当跟随者为二阶积分器模型时,通过引入虚拟智能体,并结合拓扑分析,将二阶积分器模型转化为一阶积分器模型。运用代数理论和图论,给出了其解决包围控制问题的充分图条件及代数条件。其次,研究了具有动态领航者的多智能体系统,这里的领航者具有编队任务,通过对领航者设计基于一致编队的协议,使得领航者最终张成了期望的队形。对跟随者而言,其输入协议结合了领航者和跟随者的位置状态信息。运用代数理论,分析得到了所有智能体最终状态。最后,采用Matlab语言,利用数值仿真例子验证了理论结果的正确性。