近年来,以机器人为代表的人工智能产业逐渐走进了各行各业,单机器人系统在很多方面不能满足人们生产和生活的需要,多机器人协作控制成为了当今机器人研究的热门方向。多机器人编队控制是多机器人协作研究的基础,传统多机器人编队的控制方式相对复杂,实现起来较为困难,且不能很好的适应外界环境。在实际应用中,多机器人队形需要面临复杂的环境,且经常需要进行队形变换,实际的需求给我们研究多机器人编队控制算法的自适应方面提出了更高的要求。因此,本文主要以室内地面自主移动机器人为基础,针对编队算法、队形变换、领航者模式和避障控制等方面研究多机器人自适应的编队优化控制方法,并进行实验验证。主要研究内容如下。(1)本文针对传统领航-跟随法存在的算法复杂、编队稳定时间较长、易震荡超调等问题进行分析,对领航-跟随算法进行改进,从理论上证明了改进算法的稳定性。然后提出了基于位置信息的速度补偿算法,针对算法参数设置问题,给出了基于速度补偿算法参数自适应的概念,节省了参数调节时间。最后在Pioneer3-DX地面移动机器人平台上进行实验验证,证明了本文所提算法的正确性和有效性。(2)针对多机器人系统队形变换问题和由于领航者故障导致整个系统的崩溃问题,给出了多机器人系统队形变换策略和多领航者模式的切换策略。队形变换采用最小变换代价策略思想,针对不同的状况进行自适应调整队形。备用领航者基于编队队形优化进行选择,使多机器人系统更具稳定性。最后基于机器人仿真平台的实验,验证了队形变换策略的有效性。(3)本文针对多机器人系统的避障问题设计了人工势场法与速度补偿算法相结合的编队避障策略,对队形形成过程和队形保持过程进行避障仿真和Bobac2实物实验研究,验证了编队避障策略的有效性。基于双侧障碍物给出多机器人自适应队形变换避障方法,充分发挥领航者的作用,保证系统安全、高效的通过障碍物,并通过仿真实验验证了队形变换避障策略的有效性。