随着现代科学技术的发展及现实的需求,多学科交汇的多机器人系统在社会各个方面都扮演着重要的角色,并取得了很多成果。在国防,工业,生活等方面的广阔应用前景及潜能使得多机器人系统正逐渐取代无协作的单一机器人系统,多机器人系统协调控制问题作为一个研究热点而引起了多国学者的极大关注。本文引入势场法来研究分析基于距离的多机器人编队控制,使机器人能够适应周围环境的变化。将机器人所在环境用势场定义后,基于势场法的多机器人系统协调编队控制可以避免机器人之间的碰撞,也可以避开环境中的障碍物或者用来追捕目标,这在实际应用中是至关重要的。本论文的主要工作如下:1.针对一阶积分器系统研究了不期望平衡态的稳定性,考虑坐标变换后的相对位置系统,通过中心流行定理提出了刚性编队系统中不期望平衡态的稳定性判据。2.研究了非完整模型下多机器人的队形控制问题。基于Lyapunov直接法、势能函数方法和自适应摄动方法,提出的控制算法使得期望的三角和直线编队是全局指数稳定的,且整个闭环系统以指数速度收敛到唯一期望的平衡态。3.研究了多个机器人对时变移动目标的围捕跟踪控制问题。将围捕行为分成机器人与机器人之间的队形保持问题和机器人与目标之间的距离编队两部分,进而通过后推法来设计控制律。此控制方法能保证多机器人系统以一定编队形状包围目标并与目标以相同速度运行,且机器人之间不会相撞。