近年来,由于控制科学、计算机科学、通信工程等领域交汇融合的发展,多智能体系统协调跟踪控制研究引起了学术界和工程界的不断关注,随着研究的不断深入,有关多智能体系统协调跟踪控制的应用对航空航天、军事、工业以及生活等领域产生了广泛的影响。多智能体系统协调跟踪控制研究的关键是如何基于一致性理论和网络通信信息提出合适的分布式控制方案,使得多智能体在复杂的环境下完成特定的任务,在这过程中智能体会呈现不同的协调工作状态,如实现队形跟踪,即智能体会形成一个给定的队形,并可以跟踪一个设定的目标或参考信号。本文讨论的是具有通信约束的非线性多智能体系统协调跟踪控制问题。考虑到实际系统中智能体模型很多是非线性的,所以论文主要围绕非线性多智能体系统展开研究。在此基础上,还考虑到智能体之间的通信约束,如时延,不连续通信以及有向通信拓扑结构等对协调跟踪控制系统性能的影响。进而,利用矩阵理论、非线性系统理论和代数图论来分析整个协调跟踪控制系统的稳定性。本文的主要研究工作如下:1.针对含有非线性动态的二阶多智能体系统模型,研究了有向通信拓扑图下具有通信时延和半间隙性通信情况下多智能体系统的协调跟踪控制问题。通过引入了队形向量和跟踪目标信号,提出了基于一致性理论的协调跟踪控制协议,使得智能体之间的距离收敛到期望的距离,并保证跟随者跟踪领导者的状态,进一步,利用Lyapunov理论和矩阵理论证明了系统的稳定性并给出了系统收敛性的充分条件。2.研究了有向通信拓扑下非完整链式系统分布式协调跟踪控制问题,根据智能体的相邻状态信息设计自适应参数估计器,从而无需知道图的全局信息并且领导者的状态信息对邻居智能体是部分可达的。在有向图包含有向生成树通信拓扑下,对协调跟踪控制协议的设计分成了两步:第一步是通过非连续自适应控制策略设计了线性子系统部分的控制协议,第二步通过反推法构造了另外一个控制子协议。并基于稳定性理论和非线性分析工具证明了系统的稳定性,通过选择合适的控制协议参数,非完整链式多智能体系统的状态最终会跟踪期望参考信号,最后将非完整链式系统模型下的研究结果应用到了具有非完整约束的轮式小车中,当非完整链式系统状态一致并跟踪期望的参考信号时,轮式小车将在相应控制协议下形成期望的队形并跟踪期望的参考目标。3.研究了具有连通保持机制的非完整链式系统的分布式协调跟踪控制问题。首先,对于非完整链式线性子系统,根据智能体的相邻状态信息和自适应参数估计器的方法设计了分布式非线性协调跟踪控制器,从而无需知道图的全局信息。其次,剩余的非完整链式系统部分控制律的设计主要由后推设计的方法得到,从而使得相邻智能体的状态信息收敛到领导者的状态信息。进一步,引入势场函数来设计协调跟踪控制器,从而使得初始连通的智能体能够一直保持连通。最后,通过Lyapunov方法和非光滑分析方法论证了非完整链式系统的渐近稳定性。