移动多自主体网络是指一组通过网络按照一定拓扑互相通信的移动自主体。因其广泛的工业应用背景,移动多自主体网络系统的协同控制和运动协调尤其是覆盖控制与编队控制受到了很多研究者的关注。覆盖控制的目标是驱使一组移动自主体移动到任务区域内最优的位置分布以最大化探测到某事件的可能性。编队控制是指使得一组移动自主体实现某种特定的群组运动并保持期望的几何分布模式。在过去几十年,虽然在移动多自主体网络的覆盖和编队控制问题研究上已取得了很大的进展,但移动自主体的速度限制、环境不确定性和通信噪声、缺乏全局信息、受限的局部测量以及复杂的群组运动仍然带来很多研究挑战。本文研究了移动多自主体网络的协同覆盖控制以及对移动目标的包围编队控制问题。移动自主体在一维任务空间上的覆盖控制问题具有广泛的潜在应用,如环境边界监控及目标跟踪。本文的第一部分研究了移动多自主体网络的一维覆盖控制问题,考虑了移动自主体动力或速度受限以及移动自主体之间的位置测量受到误差影响。目标是设计覆盖控制律使得一组移动自主体收敛到最优的位置分布,以最小化这组移动自主体移动到一维任务空间上任意一点所需的最大时间。第一部分的主要结果总结如下:1.研究了一类具有不同驱动限制的移动自主体在直线上的非均匀覆盖控制问题。假设直线上每一点的粗糙度是不相同的。利用每个移动自主体邻居的位置信息和局部粗糙度信息,设计了具有输入约束的分布式覆盖控制律。在该控制律作用下,一组移动自主体收敛到了在该直线上最优的位置布局,使得这组移动自主体到达直线上任意一点所需的最大时间达到最小值。并且在运动过程中,各个自主体在直线上的位置顺序保持不变,避免了自主体之间的碰撞。2.研究了一组受到位置测量误差影响以及具有不同速度限制的移动自主体在环线上的覆盖控制问题。覆盖罚函数定义为这组移动自主体移动到环线上任意一点所需的最大时间,我们的目标是分析位置测量误差对移动自主体网络覆盖性能的影响。基于具有误差的局部相对位置测量,通过低增益反馈方法,设计了具有输入约束的分布式覆盖控制律。在该控制律作用下,这组移动自主体在环线上收敛到了最优位置布局的一个邻域内。此外,给出了使得在时间趋近于无穷大时各个移动自主体的位置顺序与它们的初始位置顺序相同的条件。进一步推导得到了使得各个移动自主体在整个位置演化过程中都保持位置顺序不变的条件,保证了各个移动自主体在移动过程中不会相互碰撞。最后,给出了在这两种情形下覆盖罚函数在时间趋近于无穷大时取值的上界。本文的第二部分研究了移动多自主体网络对移动目标的协同包围编队控制问题。目标是设计分布式编队控制律使得一组移动自主体收敛到以目标为圆心的期望圆形编队,也就是,一组移动自主体以目标为圆心做共同的圆周运动并且保持以期望间隔分布的编队。在实际中,目标包围问题可应用在很多领域如监视,卫星轨道维护以及目标围捕或攻击。第二部分的主要结果总结如下:1.研究了在平面上移动多自主体网络对未知移动目标的定位及包围编队控制问题。假设每个移动自主体仅能测得到目标的方位角,并通过通信获得其邻居到目标的方位。仅基于这些方位信息,提出了一个估计器使得每个移动自主体估计目标的相对位置,然后设计了一个分布式控制律。对于以有界速度移动的目标,在所提出的控制律作用下,移动多自主体网络全局收敛到以目标为圆心期望圆形编队的邻域内。当其中一个自主体能够获得目标的速度信息时,利用每个自主体对目标速度的估计值对定位算法和控制律进行了改进。并证明了一组移动自主体将全局收敛到围绕目标的期望圆形编队。2.研究了在平面上移动多自主体网络对以未知速度移动的目标包围编队控制。目标的速度是一个时变的外源信号且假设是由一个外源线性系统生成的。移动自主体之间的通信拓扑可能会随着它们相对于目标的位置变化而发生切换。基于局部相对位置信息,提出了一个动态控制律使得各个移动自主体协同地估计目标速度。在该控制律作用下,一组移动自主体最终围绕移动目标以期望半径做圆周运动并同时在该圆周上达到了期望的间隔分布模式。并且得出了保证在位置演化过程中各个移动自主体及目标之间避免碰撞的条件。