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在众多优秀学者的努力下，多种实现多智能体编队控制的方式得以实现，主要包括跟随领航法、基于行为法、人工势场法、虚结构法、循环法、MPC方法和分布式控制等方法[2]。编队控制研究的主要问题是一致性问题、时不变编队、时变编队和轨迹跟踪等问题[3]。如文献[3]就分别研究了这几个问题，而其中，包括其它文章的研究，一致性问题往往是其它几个问题研究的基础和关键部分。25331
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一致性问题的研究有着悠久的历史，在控制学科和计算机、通信等学科中有着举足轻重的地位。而这一概念却并非首先出自工学学科，早在上个世纪七十年代,源自统计学科的一致性思想被拿来解决传感器集合的随机信息融合问题。一致性是指系统中的的成员通过所设计控制协议使得所有成员的状态量值达到相同。在控制学科中,上世纪八十年代,Borka等为一致性研究方法建立了理论框架，采用的是分布式协调方法。Jadbabaie等将图的基本理论和矩阵理论引入多智能体研究，对一致性给出了更为系统的理论解释,并且分析了系统中每个多智能体成员的邻域随时间变化的情况。R. Olfati-saber 和R. Murray较为系统的研究了一阶系统渐近稳定性问题，给出了 形式的经典协议，并且证明了如果图是强连通的，则上述协议能够解决一致性问题[4]。文章分析了有向拓扑、有向切换拓扑和具有时滞的无向确定拓扑网络三种情况，并揭示了图的连通性能同收敛速度之间的关系。W. Ren和R. Beard将一致性问题的条件予以放宽，进一步证明了如果图的拓扑在变化过程中，能够在足够的频次下保持具有一有向生成树，那么一致性问题就可以得到解决[5]。论文网
以一阶系统为基础，文献[6]对二阶多智能体系统首先进行了研究，并指出在一阶系统中所得到的成果并不能直接在二阶适用。进一步，其通过分析系统特征根，得到了二阶多智能体系统的一致性条件。接下来二阶多智能体系统的研究成为热点，一系列的重要结论得以产生。同时，其它的问题，例如通信时延[7-10]、丢包和有限时间一致性[11-15]等问题得到研究。而有限时间一致性协议的设计是本文的重要任务。
比于渐近一致性协议，有限时间一致性协议往往有着更大的实用价值。有限时间控制方法首先在[16]中推广到多智能体系统。解决有限时间内的一致性问题的基础是系统有限时间内的稳定性判据[17]。在[18]中，新的有限时间一致性非线性协议分别针对一阶系统和二阶系统进行设计，对于任意初始状态，有限时间一致性问题得以解决。在有限时间一致性协议研究当中，驻留时间受系统中多智能体成员的初始状态影响，这限制了实际应用，因为初始状态往往不能得到或者并不固定。在[19]中，设计的一致性协议使得驻留时间不受成员初始状态影响。在[3]中，一类新的具有大量成员的多智能体有限时间编队控制框架得以给出。基于文献[20]中给出的有限时间稳定性判据，具有固定拓扑和时变拓扑的有限时间一致性问题得以解决[11]。
在多智能体系统的分布式控制中，成员的状态信息并不总是可得的，例如在领导跟随系统中领导成员的状态不可得到，控制过程多智能体邻域成员的状态信息不可得到。在[21]中，所谓的外界环境被抽象为一领导成员，由于所谓领导成员的状态并不总是可测的，状态观测器得以设计，文献[22]进一步的进行了研究。但文献[21]所设计的状态观测器只能渐近的跟踪领导成员，有限时间状态观测器的设计是本文的一个任务。基于上述观测器，一类领导跟随多智能体系统的有限时间内的一致性问题得以解决。[23]研究了有限时间跟踪控制问题，基于观测器，仅通过邻居成员的位置信息，有限时间一致性得以实现。