强鲁棒性、高可靠性、高安全性的多智能体协同控制系统是未来多智能体协同控制理论能够成功应用于实际工程的重要保障,而大多数多智能体协同控制算法主要集中在理论上的稳定性分析。本论文针对协同控制中的一类编队-包含控制问题展开深入研究,其由多个领航者的编队控制和多个跟随者的包含控制组成,这种领航-跟随协同工作模式具备满足众多工程任务需求、且在特定条件下能够转化为各类基本多智能体协同控制问题的特点。不同于之前研究的分散式工作模式下的编队-包含控制问题,本文提出了编队-包含控制的分布式工作模式。其次,由多个智能体信息交互形成的动态系统在实际运动过程中往往是受各种约束的,包括每个智能体本身的执行器和传感器的约束、智能体信息交互的通讯约束、和智能体运动的空间约束等。为更好的将理论结果应用于实际工程中,这些约束的考虑是有必要的。最后,为使多智能体协同控制研究中每个个体的运动模型与实际物理系统的动力学模型更为贴切,采用Euler-Lagrange方程建模的系统可以用来表示几乎所有物理机械系统的动力学,因为它是从能量守恒的角度建立起来的基本动力学方程。据此,本论文研究Euler-Lagrange方程建模的多智能体系统的编队-包含控制问题。本文主要从三种约束条件出发对多智能体系统的编队-包含控制问题进行研究:个体约束、通讯受限、运动安全。针对每一部分的研究,本文都将为多智能体系统的领航者设计编队控制算法,对跟随者设计包含控制算法。本文的主要研究内容和研究成果如下:首先,研究每个智能个体受约束的多智能体系统的编队-包含控制问题,这里主要考虑两类约束:每个智能体的执行器存在饱和以及每个智能体的传感器无法获取相对于邻居的相对速度信息。对于智能体的执行器存在饱和的情况,通过设计一个辅助动态系统估计系统的期望输出,使得系统在控制器存在饱和的情况下最终可以渐近收敛。通过调整控制器的增益,使得控制器输出满足饱和约束条件。对于智能体无法获取相对速度信息的情况,由于整个编队系统最终达到期望构型后是静止的,将控制器中的相对速度项直接用零向量替代,通过设计合理的Lyapunov函数最终仍可以得到系统是渐近收敛的结论。但这种情况下所设计控制器的增益需要满足一定的约束条件,而该条件与智能体的通讯拓扑结构是有关的。为此,通过设计自适应增益调节算法来避免该约束条件的产生。对通讯受限的多智能体编队-包含系统,主要考虑两类约束:智能体间的通讯存在时延以及智能体间的通讯只能离散地进行。对于智能体间通讯存在时延的情况,考虑编队-包含系统的期望运动速度不为零且智能体间的通讯时延是常值,设计编队-包含控制算法,用矩阵不等式表示系统的稳定条件,并用Schur补定理求解控制增益所需要满足的条件,最后实现期望的编队-包含。同样为了避免控制增益条件中所要求的通讯拓扑信息,用增益自适应的方法去除参数的限制条件。对于通讯只能离散进行的约束,采用事件触发的方法完成多智能体系统的编队-包含控制。通过设计合理的触发变量和触发函数,使系统仅在事件函数被触发的时刻需要采样通讯,因此可以大大降低通讯频次、减少通讯负担、节省通讯资源。考虑多智能体编队-包含系统的运动安全问题:智能体间的避碰以及多智能体系统的避障。对于智能体间的避碰问题,采用吸引势函数和避碰势函数结合的方法,在每个智能体的控制器中加入由智能体间相对位置所构成的势函数的梯度。为实现多智能体间的期望构型,需要给多智能体系统装备一个分布式的通讯网络或相对位置测量传感器,而为了实现多智能体系统的避碰,每个智能体需要装备一个距离探测传感器。对于避障问题,由于传统的避障大多采用势函数,要求每个智能体都能探测到障碍物的准确位置,对于大规模的编队-包含系统而言,其成本较大。本文采用主动避障方法,通过在领航者上装备障碍物探测的传感器,由领航者完成障碍物的探测及轨迹规划,从而使领航者完成对规划轨迹的动态跟踪及期望队形的构建,而跟随者只需要跟随领航者运动即可,因为跟随者始终位于领航者的凸包内,当领航者不会与障碍物发生碰撞,那跟随者也同样不会发生。本课题的研究可为多智能体系统协同控制理论发展提供新方法,也可以为实际的工程应用,如多机器人协同探险、无人机空中编队飞行、航天器组网编队飞行控制等研究领域提供新途径、新思路、新方法。