由于计算机科学、通信技术的快速发展,海上无人系统控制的发展得到了迅速发酵,被控对象也实现了由单个到多个的转变。随海上无人系统被控对象数量的不断增幅,进行群体协调控制时被控对象间的信息交互成为不可忽视的影响因素。多智能体系统协调控制理论是一类考虑到智能体间通信交互方式的方法。将其用于海上无人系统的控制过程成为目前海上无人系统控制中的研究热点,具体处理时将海上无人系统中的控制视作智能体处理,由于智能体没有一个实体的模型,一般将多智能体协调控制理论用于海上无人系统控制中的决策部分。实际应用中将产生的决策内容传输至系统控制器,再由控制器将其转化为一类执行器可识别的状态,最终实现整个海上无人系统控制过程。利用多智能体系统分布式协调控制实现海上无人系统群体控制的核心问题是如何使得所需状态量能够达到一致,即一致性问题,其他问题都可视为在此基础上发展与衍生而来。本文从一致性基础问题出发,分别考虑了传感器通信范围限制、复杂环境的未知扰动、多任务的交叉等实际影响因素,研究了多智能体系统的编队控制、包含控制等分布式协调控制问题。主要研究内容如下:针对复杂的外部环境所存在的不确定性、非线性扰动,研究了有向拓扑下非线性多智能体系统的一致性过程,非线性模型满足局部Lipschitz连续动力学。基于非奇异终端滑模控制的方法,设计了多智能体系统分布式一致性控制协议,并通过Lyapunov稳定性理论证明了非奇异终端滑模对于系统非线性的控制效果。针对固定拓扑下的无领导者多智能体系统编队控制问题,基于智能体与其邻近个体间的相对状态信息设计了编队控制协议,基于代数图论与Lyapunov稳定性理论得出了系统在所设计控制协议下实现编队控制的充分条件。针对系统运动过程中的避障问题,基于传统的人工势场法加以改进,设计利用斥力势场进行的避障方法,使得智能体在运动过程中能够有效地规避障碍物。针对目标跟踪问题,采取Olfati-Saber提出地利用航行反馈项的方式得以实现,该方法针对静态目标与动态目标均具有效性。通过矢量叠加思想,实现了固定拓扑下多智能体系统以期望队形向目标运动过程中遭遇障碍物规避障碍物的整个过程。针对由于通信中断引起的通信故障下的无领导者多智能体编队控制,同时考虑外部环境扰动满足Lipschitz连续动力学,将通信中断所带来的通信拓扑变化处理为一类特殊的切换拓扑问题。考虑到系统得通信变化,系统采取时变编队函数设计期望队形,时变的编队队形对于通信变化所带来的干扰具有较好的适应性。基于各智能体与其邻近个体间的相对信息状态以及满足Lipschitz连续条件的非线性动力学设计时变编队控制协议,根据代数图论、Lyapunov稳定性理论与求解Riccati不等式推导得出切换拓扑下非线性多智能体系统实现时变编队的实现条件。针对存在多个领导者的多智能体系统包含控制问题,首先研究了具有动态领导者的多智能体系统包含控制,这里假设领导者间无信息交互也无队形限制,基于领导者与跟随者、跟随者与跟随者间相对状态信息设计了包含控制协议,结合代数图论、Lyapunov稳定性理论推导得出实现动态领导者下的包含控制的充分条件。由于实际工作需求,领导者间需存在信息交互,同时还需根据实际工作需求形成并保持某一期望队形,因此研究了存在领导者编队的包含控制问题,即编队控制问题。由于领导者间可能存在切换拓扑情况,选取为时变编队函数设定期望队形。领导者基于领导者间的相对状态信息设计编队控制协议,并通过结合代数图论、Lyapunov稳定性理论得到实现领导者编队的充分条件;整个系统基于智能体间的相对信息状态设计包含控制协议,通过代数图论、Lyapunov稳定性理论得出实现包含控制的充分条件与增益参数。同时满足领导者编队控制条件与系统包含控制条件时,系统则可实现编队包含控制,即领导者可形成并保持期望的编队队形,跟随者状态可收敛到领导者状态所形成的队形凸包中并与领导者保持相同速度一同运动。