异构系统通过不同种类智能体间的信息交互、协调分工以协同完成任务,与传统的单独个体或同构编队相比,在效率、成本、适应性、灵活性与可靠性方面都有较大的优势,因此异构系统编队与协同在未来有广泛的应用前景。同时,异构编队系统中包含多种智能体,每个智能体又具有不同的动力学模型并遭遇不同的外部时变干扰,这会使系统变得更为复杂。考虑到非理想通信、复杂不确定性、全局信息不可用等诸多现实约束,设计面向异构系统的可靠、高效的抗扰编队控制方法成为实现异构时变编队的关键。本文基于一致性方法与扩张状态观测器,研究了异构系统的抗扰时变编队控制问题。在一般情形的有向通信拓扑和时变编队条件下,结合每个智能体的不确定性,针对编队控制中存在的实际问题和约束,逐步开展了基于一致性的异构时变编队队形控制、基于分布式扩张状态观测器的抗扰编队控制以及通信拓扑随机切换条件下的抗扰编队控制。1.针对无人机-无人车异构编队系统,研究了实现无人机-无人车异构时变编队的控制方法。为了令异构系统按指令形成队形,首先提出了针对异构系统的编队控制协议,在实现编队时,允许每个个体的速度不同。其次,使用基于一致性的方法进行异构系统的时变编队控制。给出了判定异构系统是否实现时变编队充分必要条件。推导了时变队形参考函数的显式表达式。另外,给出了为异构系统设计控制协议以实现时变编队的方法。最后,介绍了一个由2个无人机与2个地面小车组成异构编队在仿真平台上得到的验证成果,证明了方法的有效性。2.针对存在不确定性与外部干扰的异构时变编队,在第二章的基础上,研究了具有有向拓扑的异构系统的抗扰时变编队控制问题。首先,构造了一种分布式扩张状态观测器来估计异构系统编队过程中的不确定非线性动力学干扰和外部干扰。其次,提出了一种基于一致性方法和ESO的编队控制协议,给出了选取编队控制协议参数的具体算法以及异构系统实现抗扰时变编队的充分必要条件,证明了在编队条件完全满足的情况下,异构系统在该协议下可以实现抗扰时变编队。最后通过仿真实验验证了理论结果的有效性。3.针对一类具有切换有向拓扑的高阶不确定非线性异构系统,研究了抗扰时变编队控制问题。首先,构造了分布式扩张状态观察器用来估计时变编队形成过程中每个智能体受到的不确定非线性动力学干扰和外部干扰,提出了一种基于扩张状态观测器的新型编队控制协议并给出编队控制协议参数选定的算法。还说明了在该协议下实现抗扰时变编队的充要条件,证明了在满足可行性条件的情况下通过提出的编队控制协议,则可以使具有切换有向拓扑的高阶不确定非线性异构系统实现抗扰时变编队。最后进行了仿真实验,来证明理论结果的有效性。