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近年来,多智能体系统合作控制是复杂系统领域的研究热点,环绕控制是其中的基本问题之一,其控制目标是使得多个跟随者智能体能够跟踪领导者智能体并在其周围以圆形编队的方式运动。针对这一问题的研究,不仅能够揭示自然界中类似的群体行为,也有助于构建用于目标围捕和保护等领域的人工系统,因此具有重要的理论研究与现实意义。论文针对具有切换拓扑的多智能体系统在三维空间中的环绕控制问题展开研究,主要内容包括:1.研究了平面内二阶多智能体系统的环绕控制问题。考虑由一个静态领导者和多个追随者组成的多智能体系统,控制目标是所有追随者最终收敛到以领导者为圆心的圆周上,并均匀分布在该圆周上做环绕运动。为此,首先给出了一个追随者估计静态领导者位置的分布式控制协议,并得出了所有追随者收敛到指定圆周上的充分条件。其次,设计了追随者在圆周上运动的分布式控制协议,使系统在满足前述充分条件时,所有追随者均匀分布在圆周上并做环绕运动。仿真结果验证了所提方法的有效性。2.研究了二阶多智能体系统在三维空间内的环绕编队控制问题。考虑由一个静态领导者和多个追随者组成的二阶多智能体系统,首先引入古典欧拉角描述各智能体在三维空间中的位姿,进而给出了一种基于个体的分布式协议,证得当通信拓扑含有联合生成树时,所有的跟随者收敛到以领航者为圆心的环绕平面内并以圆形编队方式绕其做圆周运动。与此同时,跟随者在编队中的相对位姿可以任意调整。当欧拉角为零时,所得结果退化为二维平面环绕控制问题,仿真结果验证了方法的有效性。3.考虑了同时具有时滞和切换拓扑情形下的多智能体系统三维空间环绕控制问题。考虑由一个静态领导者和多个追随者组成的二阶多智能体系统,在通信拓扑弱连通条件下,考虑智能体之间信息传递存在通信时滞,在此种情况下针对每一个智能体设计了一种具有通信时滞的分布式的协议来估计目标的位置,在所提出的协议下,使所有智能体能在有限时间内就静态目标几何中心达成一致,且通信延迟不影响收敛而延长了汇合时间。最终实现所有追随者均匀分布在圆周上并做环绕运动。数值仿真结果验证了算法的有效性。