近年来,随着计算机和通信技术的迅速发展,多智能体系统的协作控制成为控制论及其数学方法的一个研究热点。作为协作控制的一个基本问题,一致性问题受到了越来越多学者的关注,群一致性问题是其中一个新兴子课题,它主要是研究多智能体系统渐近趋于多个一致性状态的问题。编队控制是多智能体系统协作控制中与一致性紧密相关的一类重要问题。本文研究了多智能体系统在多种情形下的群一致性问题,并分析了带时变时滞的编队控制问题,主要工作如下:1.研究了有一个真实领导者的一阶多智能体系统和有多个虚拟领导者的二阶多智能体系统的群一致性问题,即领导者跟随群一致性问题。对于一阶系统,先提出了一个连续时间的群一致性协议,又在此基础上提出了一个基于采样信息的群一致性协议,运用矩阵理论给出了群一致性问题可解的拓扑、控制参数和采样周期的条件。在有虚拟领导者的二阶系统中,通过构造分布式观测器,提出了一种仅用位置信息的群一致性协议,并且证明了群一致性问题在无向连通的拓扑条件下可解。2.研究了无时滞和有时滞两种情况下,无领导者的多智能体系统的群一致性问题。定常拓扑无时滞情形下:1)对具有内在非线性动态的连续时间系统进行线性变换,将其群一致性问题等价转化成误差系统的稳定性问题;2)对一般的连续时间和离散时间系统,将群生成树拓扑下的个体分为零入度群和非零入度群两类,利用代数图论和矩阵理论等知识,不仅得到了系统解决群一致性问题的拓扑条件,而且还证明了非零入度群最终收敛到零入度群一致状态的凸组合。切换拓扑有时滞情形下,主要将连续时间时滞系统等价转化为离散时间无时滞的增广系统。通过分析增广系统的收敛性,证明了有界时滞下,如果通信拓扑在长度给定的任意时间区间上的并包含群生成树,则系统可以解决群一致性问题。3.研究了带时变时滞的领导者跟随一致性问题。一个有领导者的二阶多智能体系统,通信时滞允许存在于速度信息和位置信息的传输中,另外领导者的速度可以不仅仅局限于常数。针对此类系统,我们利用Lyapunov稳定性理论,分别给出了定常拓扑和切换拓扑下一致性问题可解的拓扑条件。此外,我们将一类带时变时滞的二阶系统的编队控制问题化成一致性问题,得到了时不变编队、时变编队和时变追踪编队问题的拓扑条件和所允许时滞的上界。4.研究了带多时变时滞的多智能体系统的一致性问题。通过引入坐标变换,将定常拓扑和切换拓扑下的系统分别化为各自的降阶系统。然后通过分析降阶系统的渐近稳定性,给出了一致性问题可解的拓扑条件和所允许时滞的上界。另外,还考虑了带多时变时滞的二阶系统的编队控制问题,得到确保智能体达到预期编队的拓扑条件。