编队控制是多智能体系统协同控制领域中的重要研究内容之一,主要关注智能体群体在向预定目标或方向运动的过程中,形成并保持期望的几何构型的控制问题。相比单个控制系统,多个智能体协同编队以更高的鲁棒性实现复杂控制任务,例如大型物体的搬运、目标抓捕、协同搜索等,不仅具有较高的理论研究价值,而且在军事、航天、工业、娱乐等领域具有广泛应用前景。目前,多智能体的编队控制已取得丰富的理论成果,但已有的算法大多要求智能体使用连续的控制输入,对通信带宽和传感器都具有较高的要求。当系统资源受限时,脉冲控制因为仅在部分时刻瞬时性地作用于受控系统而具有优势。在脉冲控制作用下,系统状态变量在某一时刻或多个时刻发生跳跃或显著变化,既可以减少操作次数、减轻系统负担,又具有易于实现、降低能耗的优势。因此,基于脉冲控制,本文对一类多智能体编队控制问题进行了深入的分析与研究,不仅丰富了编队控制的理论成果,而且为协同控制中其他问题的研究提供了新思路。本文的主要工作与研究成果如下:1)针对二阶线性多智能体系统基于距离的编队跟踪问题进行了研究。首先在连续时间下,提出了一种通用形式的势能函数,设计了基于距离的编队跟踪控制算法。并利用刚性图论、LaSalle不变集原理和中心流形定理证明了系统的局部稳定性。进一步地,设计了基于连续时间势能函数和脉冲反馈跟踪的混杂编队跟踪算法,并得到了系统实现编队跟踪的充分条件和稳定性判据。在设计的两种编队控制算法下,二阶线性多智能体系统完成了刚性编队队形且跟随动态领航者运动的目标。2)针对存在网络攻击和执行器故障的二阶非线性多智能体系统的编队跟踪问题进行了研究。首先考虑跟随者-领航者通讯拓扑中存在的欺骗攻击,结合连续时间基于距离控制项和脉冲跟踪控制项,提出了一种混杂控制算法。进一步,考虑到部分智能体执行器故障可能性,提出了新的混杂编队控制算法。利用刚性图论、脉冲控制原理和Lyapunov稳定性理论,给出系统实现准编队跟踪的充分条件和稳定性分析方法。所提出的控制算法,能够确定多智能体系统在编队过程中跟踪误差的上界,从而确保编队队形在领航者的邻域中。3)针对存在多个领航者的二阶非线性多智能体系统多群编队跟踪控制问题进行了研究。首先,对于含有多个动态领航者且具有固定有向通信拓扑的多智能体系统,设计了一种基于位移的多群脉冲编队跟踪控制算法,允许跟随者分成不同的子群跟踪其对应的领航者运动并生成预期的多群编队队形。同时,针对通信网络存在时滞对编队控制系统造成的消极影响,提出了一种时滞脉冲控制算法的设计方法,放松了对时滞大小的要求。最后,扩展讨论了切换网络拓扑下的多群编队跟踪控制问题和无领航者的多目标一致性问题。4)针对Euler-Lagrange（EL）多智能体系统的编队跟踪问题进行了研究。在系统为固定有向拓扑且只有部分跟随者能获取动态领航者信息的情况下,对模型已知的EL系统设计了一种基于位移的脉冲编队跟踪控制算法。进一步,考虑到EL系统存在模型不确定和外部干扰,通过选取合适的滑模变量,结合自适应技术和脉冲控制原理,设计了一种新的编队跟踪控制算法。并利用Lyapunov稳定性理论和图论中的拉普拉斯矩阵相关性质,给出了系统渐近稳定的充分条件。最后通过移动机器人模型和航天器模型仿真算例验证了两种EL编队跟踪算法和主要结论的有效性。