随着计算机技术、网络通信、分布式控制、3D打印等技术的发展,多智能体系统将具备广泛的应用前景,其协同控制问题作为多智能体系统研究的前沿问题,得到了越来越多的相关领域研究学者的关注和重视。多智能体系统的多一致性为多任务、多目标、多跟踪的协同控制提供了理论框架。本文针对多智能体系统的静态多一致性和动态多一致性,设计了矩形波控制协议,并考虑多智能体系统的收敛性能优化问题,针对权值时变的通信拓扑,研究异构多智能体系统的多一致性问题。本文的主要研究内容概括如下:(1)研究多智能体系统静态多一致性及其收敛性能优化问题。设计控制作用时间可调的矩形波控制协议,基于赫尔维茨稳定性判据得到系统多一致的充要条件;然后,以系统谱半径最小为优化指标,采用二分法设计具有快速多一致性特点的参数优化算法;最后,基于固定通信拓扑,通过数值仿真验证所提出的矩形波控制协议的有效性。仿真结果表明,只要矩形波控制协议中的参数选择适当,多智能体系统不仅能实现多一致性,而且能大幅度提高系统多一致性收敛速度。(2)研究基于矩形波控制的二阶离散多智能体系统在凸拓扑集合下的动态多一致性问题。利用邻接矩阵元素的正负表示智能体间的合作竞争关系,基于代数图理论、矩阵论、稳定性理论,将多智能体系统的动态多一致性问题转化为线性离散系统的稳定性问题。利用两个拓扑的凸组合展示网络拓扑产生变化后的各种拓扑结构,得到一个拓扑集合,在凸拓扑集合条件下,推导了系统达到动态多一致的充要条件。最后,验证了理论结果的有效性。(3)考虑拓扑权值时变的异构多智能体系统的静态多一致性。基于一阶和二阶连续时间异构多智能体系统,提出与智能体位置和速度相关的控制协议,利用与智能体之间的距离相关的表达式描述拓扑权值的动态变化,通过李雅普诺夫第二方法,证明异构多智能体误差系统的稳定性,得到在拓扑权值时变情况下的异构多智能体系统实现静态多一致的充分条件,及其控制参数需要满足的条件。