地空异构多机器人系统可以很好地结合移动机器人的负载能力与飞行机器人的空间视野能力,在区域排查、地理勘测、跟踪追逃、协同降落、救援和运输等方面有着广泛且重要的应用前景,因而越来越多的学者开展了这类系统协同控制问题的研究工作。在协同控制研究课题中,有限时间控制有着比渐进时间控制更快的收敛速率、更高的控制精度以及更少的能源消耗。基于以上讨论,本文以两轮移动机器人与四旋翼飞行机器人作为研究对象,建立分层式结构的异构多机器人系统协同模型,对单个机器人固定时间轨迹跟踪与多个机器人预设时间协同控制问题进行了探讨研究。本论文的主要研究成果与贡献如下:(1)针对单个移动机器人与单个飞行机器人的固定时间协同控制问题:首先,针对机器人理论模型的欠驱动性质,采用分环控制的结构形式,将系统模型划分成内外环子系统;其次,结合非奇异终端滑模控制思想,对机器人内外环子系统设计了固定时间轨迹跟踪控制器。通过数值仿真实验,验证了飞行机器人可以在固定时间跟踪上移动机器人的二维平面轨迹。(2)针对多移动机器人系统预设时间协同控制问题:首先,在无领航机器人条件下,设计了预设时间一致性编队控制器;其次,在有领航机器人条件下,设计了预设时间包容协同控制器。(3)针对地空异构多机器人系统预设时间协同控制问题:首先,设计了分布式预设时间观测器来观测目标移动机器人的平面位置状态信息;其次,设计了预设时间编队控制器,实现多飞行机器人与目标移动机器人的协同运动。上述协同控制观测器与控制器设计的有效性均已得到数值仿真结果的验证。