随着科学技术和社会生产需求的提高,人们对任务数量和工作效率的要求有着很大程度地提高。人们意识到仅利用单一自主个体已经越发难以应对日益复杂的综合任务,群体智能也顺理成章的成为亟需攻克的技术难题。由于多智能体系统分布式协同控制兼具单体的独立性和自治性,以及群体的协同性和合作性等特点,被国内外研究人员认为是控制理论和控制工程领域具有重要意义的热点研究方向之一。在海洋工程领域上,相关技术也已经在军舰集群的协同编队作战、海上联合搜救等方面有着广泛的应用。在这些应用里,针对多智能体或多航行器的分布式协同编队避碰控制技术的研究无疑是最重要的。虽然,国内外研究人员在这一课题的研究上取得了一定的进展,但是研究成果都集中于线性模型的理论研究。在实际工程中,如自主水面航行器、水下机器人等被控系统往往存在未知非线性动态。因此,本文在相关研究的基础上进行研究,讨论了具有未知非线性动态的多智能体系统编队避碰控制的方案。重点讨论了多智能体在队形形成阶段中智能体之间的避碰问题。而后将该理论研究加以改进并成功应用于多自主水面航行器分布式编队避碰控制的研究中,论文的主要工作如下:第一,从理论控制角度着手,研究了具有未知非线性动态的多智能体系统编队避碰控制方案。针对系统中未知非线性动态对系统控制性能和多智能体避碰控制带来的负面影响等问题,本文采用神经网络技术对系统中存在的未知非线性动态进行在线逼近,并且基于人工势场理论,设计了一种具有未知非线性动态的多智能体系统自适应神经网络编队避碰控制算法。第二,从工程实际角度出发,研究了具有未知非线性动态的多自主水面航行器分布式编队避碰控制方案。针对集中式编队控制结构受限于通信带宽影响,单体对中央集中控制单元的过度依赖等问题。本文采用图论方法与领导-跟随法相结合的编队结构框架,设计了基于人工势场理论的多自主水面航行器的分布式编队避碰控制策略。针对航行器控制模型中存在控制器输入和状态输出的耦合性,上述多智能体系统编队避碰控制方案无法直接用于多自主水面航行器中的问题。本文采用坐标变换方法对系统动态进行解耦处理,并且基于神经网络技术对系统存在的时变水动力和外部环境扰动等未知非线性动态进行在线逼近,设计了一种具有未知非线性动态的多自主水面航行器分布式自适应神经网络编队避碰控制算法。本文采用Matlab软件对理论算法进行仿真实验,仿真结果验证了所提算法对于实现非线性多智能体系统及多自主水面航行器编队避碰控制的有效性。基于本文所研究多智能体系统编队避碰控制理论和多自主水面航行器编队避碰控制工程应用的成果,从理论角度上,有助于解决一类具有未知非线性动态的自主集群系统协同控制问题,进而推动相关理论向实际应用的转化;从实际角度上,该研究对于提高多水面航行器海上安全作业保障,实现高效航运奠定重要的基础。