多智能体系统因其鲁棒性、低成本和可扩展性等优点,广泛应用于航空航天、军事、服务等领域。其中一类特殊的模块化自重构系统,更因其构型多样性成为近年来研究的热点。然而,鉴于要考虑模块的几何特征以及刚性或可压缩性的性质,该类系统的运动规划问题较之传统的基于点模型或独轮车模型的多智能体系统无疑增添了难度。模块化自重构系统在自重构理论算法方面的研究尚处在起步的阶段。因此,此类问题的研究亦是极具挑战性的。本文从基于质点模型的多智能体系统的一类几何队形问题的分布式控制研究切入。随后,分别从三个不同的视角来描述基于平面正六边形模块的自重构系统的运动规划问题。本文的主要研究内容及研究成果归纳为如下几个方面。以一群质点组成的多智能体系统为研究对象,对已有的一种近似圆形队形的简单切换控制策略进行改进。改进后的控制.策略更加合理并接近实际。运用狄尼导数的相关性质针对切换控制给出了系统稳定性和队形收敛性的分析和证明。验证了最终收敛队形为一条满足期望宽度的定宽曲线(不局限于圆)。所提出的参数选择方法保证了定宽队形可以收敛至任意期望的宽度。基于控制的角度考虑以正六边形模块为基本单元的自重构系统的运动规划问题。以包含同形状不同检测能力的两类(异构)模块的自重构系统为研究对象,提出一种分布式的模块运动策略,实现从满足条件的任意初始系统构型重构收敛至直链构型。引入从全局到局部的思想将目标(直链)构型分解为基于模块局部信息可获得的局部控制目标,从而巧妙地回避了原本依赖全局信息的单个模块对目标构型的辨识步骤。采用曲线收缩的方法保证系统构型重构过程的单调性,进而保证目标构型的收敛性。全局到局部的思想对于模块化自重构系统的分布式控制研究具有借鉴意义。充分利用目标构型的几何特征而不局限于目标构型本身可以有效地简化问题。对于解决某些目标构型,尤其是具有特殊几何特征的目标构型的重构问题具有启发意义。此外,体现了异构模块的引入是既经济又合理的。基于任务驱动的角度考虑以正六边形模块为基本单元的自重构系统的运动规划问题。以一组同构模块构成的自重构系统为研究对象,提出一种分布式的模块运动策略,实现从满足条件的任意初始系统构型重构收敛至未预先精确定义但满足给定追踪包围任务的目标构型。通过保证模块系统信息流的连续性,以及被包围目标邻域内模块的运动单调性,最终确保目标构型在全局坐标系缺失的情况下依然是稳定并且收敛的。针对系统的收敛时间和模块检测半径的关系给出了定性分析,可以作为此类任务在应用场合参数选取的参考。此外,指出了对于允许小偏差(实际应用多是合理的)的目标构型的自重构问题,都可以描述成一类追踪包围问题。因而,本工作的分析方法可以解决多数目标构型的自重构问题。基于搜索的角度考虑以正六边形模块为基本单元的自重构系统的运动规划问题。区别于传统的图示结合叙述的方法来描述系统构型,提出了矩阵表征的方法数学化地描述静态模块系统构型,以及相邻离散时刻系统构型的动态变化。从而将自重构问题转化为针对给定的初始和目标构型所对应的位置矩阵,寻找可行的变换阵序列的集合。结合矩阵表征方法,提出一种规划模块重构顺序的策略,使得按照该策略模块系统从满足条件的任意初始构型重构至目标构型无死锁。对静态系统构型及其动态变化的数学化表征,使得可以准确严谨地描述模块化自重构系统,为多智能体系统中已成熟运用的图论、矩阵论等数学分析工具在模块化自重构系统中得到应用奠定基础。本文工作的主要结论和贡献除理论分析证明之外,都基于Matlab仿真软件给出验证。