随着机器人技术的发展与进步,群机器人系统研究的热度、规模以及重要性得到了显著提高,在航空航天、军事、教育教学、医疗技术等领域都展现出了广泛的应用空间。队形控制作为群机器人系统的基本问题之一,在一些任务的完成中发挥着举足轻重的作用。如群机器人在协作完成地图构建、搬运物体、目标围捕等任务时,往往需要形成并保持一个合理的队形以提高工作效率和系统的鲁棒性。本文主要研究队形形成与队形保持问题,其中个体机器人仅能通过局部通讯和自身的传感器获得一些局部信息,然后相对独立自主地做出有关运动、组队等决策。本文首先提出了一种基于需求延时转发机制与节点评估机制自组织形成目标队形的新算法。该算法中机器人Ri在每个采样时刻按如下步骤工作:首先结合两种机制独立地确定自己的目标节点,然后人工力矩运动控制器驱动Ri向已确定的目标节点运动一步,下一时刻重复上述步骤直至形成给定队形。其中,根据需求延时转发机制的规则,Ri能够将有需求节点的相关讯息以直接发送或间接转发的方式传递出去。这不仅解决了因机器人感知范围受限而导致的机器人无法充分选择节点问题,还将避免系统发生“死锁”现象,保证了系统稳定性。此外,所使用的人工力矩运动控制器能使机器人穿过狭窄通道,化解在各种复杂情况下机器人间的冲突,同时又能保证它们的安全。最后,为检验本文所提算法的有效性及高效性,采用该算法在不同环境下进行了大量的仿真实验以及同其他算法的对比实验,并且从理论上分析了其稳定性。其次,为进一步提高群机器人运动控制系统的稳定性,改进了现有队形保持的人工力矩运动控制器,即引入新的人工力矩——协调矩。协调矩的引入不仅能够增强机器人间的协调能力,还可避免因意外情况（如控制系统的参数值设置不当等）引起的机器人碰撞。为检验改进后人工力矩运动控制器的有效性,设计了群机器人保持矩形队形进行直行与转向运动的仿真实验。从仿真实验结果可知,与未加入协调矩的原有控制方法相比,改进后的控制方式更灵活、稳定性更强。