本文研究多智能体系统的一致性行为和能控性问题,其主要内容包括:　　 1.考虑了一类具有一般非线性相互作用函数的多智能体系统,从严格分析的角度建立了系统一致性状态的显性表达式.多智能体系统的一致性状态指明所有动态智能体最终要到达的状态,一般表示为智能体初始状态的函数形式.依据一致性状态表达式的特点,本文提出了一个新的概念——关于单调函数的平均一致性,此概念很好地将文献中经常出现的一致性状态纳入了统一框架.　　 2.对于由单积分器智能体组成的多智能体系统,设计了一类特殊的非线性相互作用函数,利用有限时间稳定的Lyapunov函数法证明了这类系统在定常或时变无向通信拓扑下能够有限时间地解决关于单调函数的平均一致性问题.通过数值仿真说明了相互作用函数中的参数以及通信拓扑的代数连通度对系统收敛时间有着至关重要的影响.作为理论结果的实际应用,为传感器网络计算未知参数的最大似然估计设计了一种能够在有限时间内精确计算估计值的方法,数值仿真结果进一步验证了此方法的有效性.　　 3.研究了连续时间高阶多智能体系统的一致性问题.给出的一致性协议只依赖于智能体自身的状态信息及其邻居的部分状态信息.在定常拓扑无通信时滞情形下,依据系数矩阵特征值分析及图论知识建立了系统解决一致性问题的充分必要条件.理论和数值仿真结果均表明图含有生成树只是高阶多智能体系统达到一致的必要条件,协议参数对系统的收敛性也起着决定性作用.利用区间多项式族Hurwitz稳定的判据及Lyapunov方程的相关知识,给出了确保系统收敛的协议参数的显性设计,即Lyapunov型协议参数设计.此设计方法的另一主要特点是:使得具有联合连通拓扑高阶多智能体系统能够渐近地解决一致性问题.联合连通条件是多智能体系统中一个比较弱的连通性假设,它不要求切换拓扑中的图时刻保持连通,而只需出现在任一给定有界时间区间上的所有图的并图是连通的.　　 4.考虑通信时滞对高阶多智能体系统解决一致性问题的影响.我们假设通信时滞可以是时变的、影响不同通信连接的时滞可以是不同的,网络拓扑可以是有向的、切换的.通过引入一个正交线性变换,将系统的收敛问题转化为一个降阶时滞系统零解的吸引性问题,并由此建立了系统在多种拓扑情形下解决一致性问题的充分条件.根据求解一些凸优化问题,给出了系统可容许时变时滞的上界.另外,针对两种特殊情形(单定常时滞和定常拓扑情形;多定常时滞只影响邻居信息状态和定常拓扑情形),利用频率域分析方法分别为二阶和三阶多智能体系统解决一致性问题建立了充分或必要条件.　　 5.基于线性一致性协议研究了多智能体系统的能控性问题.依据有无外界控制输入(不包括智能体之间的相互作用),将系统中的智能体划分为领航者和跟随者.多智能体系统的能控性反映了领航者对跟随者的控制能力.在相同有向通信拓扑和相同领航者跟随者划分下,证明了高阶多智能体系统以及一般线性多智能体系统的能控性均等价于单积分器多智能体系统的能控性.从图的角度,为多智能体系统的完全能控性建立了一个必要条件,该条件表明领航者的选取对系统能控性有着重要的影响.另外,本文首次提出了多智能体系统的结构能控性问题,并从通信拓扑的角度给出了系统结构能控的一个判定条件,该性质说明了通信连接的边权对系统的完全能控性有着不容忽视的影响.