Les travaux de cette thèse portent sur l’analyse de stabilité et la synthèse de commande pour les systèmes singulièrement perturbés. Dans une première partie, nous présentons et analysons une classe générale de systèmes linéaires hybrides singulièrement perturbés dans lesquels la nature lente et rapide des variables d’état dépend du mode de fonctionnement. L’analyse de stabilité est fondée sur des résultats classiques de la théorie de Lyapunov pour les systèmes singulièrement perturbés. Une deuxième partie de ce travail présente la conception d’une loi de commande décentralisée qui garantit la synchronisation des systèmes multi-agents singulièrement perturbés avec un coût global garanti. Afin de contourner l’utilisation d’informations centralisées liées à la structure du réseau d’interconnexion, le problème est résolu en reformulant le problème de synchronisation comme un problème de stabilisation d’un système linéaire incertain singulièrement perturbé / This PhD thesis is dedicated to the study of stability and control design for singularly perturbed systems. In the first part, we introduce and analyze a general class of singularly perturbed linear hybrid systems, in which the slow or fast nature of the variables is mode-dependent. Our stability analysis is based on classical results of Lyapunov’s theory for singularly perturbed systems. A second part of this work presents the design of a decentralized control strategy that allows singularly perturbed multi-agent systems to achieve synchronization with global performance guarantees. To avoid the use of centralized information related to the interconnection network structure, the problem is solved by rewriting the synchronization problem in terms of stabilization of a singularly perturbed uncertain linear system

Submitted by PPG Ci?ncia da Computa??o (ppgcc@pucrs.br) on 2018-05-08T18:37:11Z No. of bitstreams: 1 RAFAEL_CAU?_CARDOSO_TES.pdf: 14431785 bytes, checksum: 227194ed28a9e55c3ab1fbedebf06922 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2018-05-15T19:07:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RAFAEL_CAU?_CARDOSO_TES.pdf: 14431785 bytes, checksum: 227194ed28a9e55c3ab1fbedebf06922 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-15T19:14:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAFAEL_CAU?_CARDOSO_TES.pdf: 14431785 bytes, checksum: 227194ed28a9e55c3ab1fbedebf06922 (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / Sistemas multiagentes freq?entemente cont?m ambientes complexos e din?micos, nos quais os planos dos agentes podem falhar a qualquer momento durante a execu??o do sistema. Al?m disso, novos objetivos podem aparecer para os quais n?o existem nenhum plano dispon?vel. T?cnicas de planejamento s?o bem adequadas para lidar com esses problemas. H? uma quantidade extensa de pesquisa em planejamento centralizado para um ?nico agente, por?m, at? ent?o planejamento multiagente n?o foi completamente explorado na pr?tica. Plataformas multiagentes tipicamente proporcionam diversos mecanismos para coordena??o em tempo de execu??o, frequentemente necess?rios em planejamento online. Neste contexto, planejamento multiagente descentralizado pode ser eficiente e eficaz, especialmente em dom?nios fracamente acoplados, al?m de garantir algumas propriedades importantes em sistemas de agentes como privacidade e autonomia. N?s abordamos esse problema ao apresentar uma t?cnica para planejamento multiagente online que combina aloca??o de objetivos, planejamento individual utilizando rede de tarefas hier?rquicas (HTN), e coordena??o em tempo de execu??o para apoiar a realiza??o de objetivos sociais em sistemas multiagentes. Especificamente, n?s apresentamos um framework chamado Decentralised Online Multi-Agent Planning (DOMAP). Experimentos com tr?s dom?nios fracamente acoplados demonstram que DOMAP supera quatro planejadores multiagente do estado da arte com respeito a tempo de planejamento e tempo de execu??o, particularmente nos problemas mais dif?ceis. / Multi-agent systems often contain dynamic and complex environments where agents? course of action (plans) can fail at any moment during execution of the system. Furthermore, new goals can emerge for which there are no known plan available in any of the agents? plan library. Automated planning techniques are well suited to tackle both of these issues. Extensive research has been done in centralised planning for singleagents, however, so far multi-agent planning has not been fully explored in practice. Multi-agent platforms typically provide various mechanisms for runtime coordination, which are often required in online planning (i.e., planning during runtime). In this context, decentralised multi-agent planning can be efficient as well as effective, especially in loosely-coupled domains, besides also ensuring important properties in agent systems such as privacy and autonomy. We address this issue by putting forward an approach to online multi-agent planning that combines goal allocation, individual Hierarchical Task Network (HTN) planning, and coordination during runtime in order to support the achievement of social goals in multi-agent systems. In particular, we present a planning and execution framework called Decentralised Online Multi-Agent Planning (DOMAP). Experiments with three loosely-coupled planning domains show that DOMAP outperforms four other state-of-the-art multi agent planners with regards to both planning and execution time, particularly in the most difficult problems.

Cette thése traite du contrôle de la formation et du confinement variant dans le temps pour les systèmes multi-agents linéaires invariants avec hétérogénéité en tenant compte des délais d’entrée / sortie constants / variables dans le temps et des perturbations adaptées / incompatibles sous topologie de communication dirigée et fixe. De nouveaux formats de formes de formation variables dans le temps pour des systèmes homogènes et hétérogènes sont proposés. Les contrôleurs, conçus sur la base de techniques prédictives et adaptatives avec une technique d’observation, sont entièrement distribués et peuvent être appliqués à des systèmes à grande échelle. L’application sur les systèmes robotisés multi hétérogènes linéarisés est vérifiée. / This thesis deals with the time-varying formation and containment control for linear time-invariant multi-agent systems with heterogeneity considering constant / time-varying input / output delays and matched / mismatched disturbances under directed and fixed communication topology. New formats of time-varying formation shapes for homogeneous and heterogeneous systems are proposed. The controllers, which are designed based on predictive and adaptive techniques with observer technique, are fully distributed and can be applied to large-scale systems. The application on linearized heterogeneous multi mobile robot systems is verified.

Dans la gestion des systèmes de soins, la maîtrise des flux hospitaliers et l’anticipation des tensions sont des enjeux majeurs. Le but de cette thèse est de contribuer à l’étude et au développement d’un Système Collaboratif d’Aide à l’Ordonnancement et à l’Orchestration (SysCAOO) des tâches de soins à compétences multiples pour gérer les tensions dans les Services d’Urgences Pédiatriques (SUP) afin d’améliorer la qualité de prise en charge des patients. Le SysCAOO intègre une approche Workflow collaboratif pour modéliser le parcours patient afin d’identifier les dysfonctionnements et les pics d’activités du personnel médical dans le SUP. L’aspect dynamique et incertain du problème nous a conduits à adopter une alliance entre les Systèmes Multi-Agent (SMA) et les Algorithmes Evolutionnaires (AE) pour le traitement et l’ordonnancement des tâches de soins en tenant compte du niveau d’expérience des acteurs du SUP et leurs disponibilités. En cas d’aléas dans le SUP, une coalition d’agents se forme pour collaborer et négocier afin de proposer des décisions d’orchestration du Workflow et minimiser le temps d’attente des patients en cours de leur prise en charge. Les résultats expérimentaux présentés dans cette thèse justifient l’intérêt de l’alliance entre les SMA et les Métaheuristiques afin de gérer les tensions dans le SUP. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse s’intègrent dans le cadre du projet HOST (Hôpital : Optimisation, Simulation et évitement des tensions) (http://www.agence-nationale-recherche.fr/?Projet=ANR-11-TECS-0010). / Health care systems management and the avoidance of overcrowding phenomena are major issues. The aim of this thesis is to implement a Collaborative Support System for Scheduling and Orchestration (CSSystSO) of multi-skill health care tasks in order to avoid areas bottlenecks in the Pediatric Emergency Department (PED) and improve health care quality for patients. The CSSystSO integrates a collaborative Workflow approach to model patient journey in order to identify dysfunctions and peaks of activities of medical staff in the PED. The dynamic and uncertain aspect of the problem has led us to adopt an alliance between Multi-Agent Systems (MAS) and Evolutionary Algorithms (EA) for health care tasks treatment and scheduling taking into account the level of experience of the PED actors and their availabilities. In case of perturbations in the PED, a coalition of agents is formed to collaborate and negotiate in order to provide orchestration Workflow decisions to minimize the waiting time of patients during their treatment. The experimental results presented in this thesis justify the interest of the alliance between MAS and Metaheuristics to manage overcrowding phenomena in the PED. This work belongs to the project HOST (Hôpital: Optimisation, Simulation et évitement des tensions). (http://www.agence-nationale-recherche.fr/?Projet=ANR-11-TECS-0010).

O Dilema do Prisioneiro com n jogadores é um problema que ilustra a dificuldade na formação da cooperação em sociedades de indivíduos racionais. Diversos trabalhos foram feitos no sentido de compreender melhor os fatores que influenciam o surgimento e a evolução da cooperação nessas sociedades, sendo que muitos desses mostraram que a simulação deste tipo de problema carece de escalabilidade, o que impede a realização de experimentos que envolvam uma grande quantidade de agentes ou de parâmetros de teste. Este trabalho tem o intuito de aplicar conceitos de computação paralela para tratar este problema. Para tal, foi desenvolvido um sistema denominado PS2 E2 , evolução de um trabalho anterior, cuja utilização em alguns cenários possibilitou a verificação da influência de alguns parâmetros tais como o tamanho da população e a expressividade do modelo de representação de estratégias na utilidade global de um conjunto de agentes que jogam o Dilema do Prisioneiro com n jogadores. / The n-Player Prisoners Dilemma is a problem that illustrates the difficulty of cooperation formation in societies composed of rational individuals. Several studies were made to better understand the factors that influence the emergence and evolution of cooperation in these societies. Many of these showed that the simulation of this type of problem lacks scalability, which hinders the achievement of experiments involving a large number of agents or test parameters. This work intends to apply parallel computing concepts to treat this problem. To this end, it was developed a system called PS2 E2 , an evolution of a previous work, whose utilization in some scenarios allowed the verification of the influence of some parameters such as the population size and the expressiveness of the strategy representation model in the global utility of a society of agents that play the n-Player Prisoner Dilemma.

Ce travail concerne la commande des systèmes multi-agent d’ordre fractionnaire utilisant une topologie de communication fixe. Premièrement, la production en formation avec atténuation absolue et retard de communication est étudiée. Pour cela, une loi de commande et des conditions suffisantes sont proposées. Toutefois, dans certains scénarios, il est souhaitable que tous les agents atteignent la formation souhaitée tout en se déplacent en groupe, au lieu d’un rendez-vous à un point fixe. Ce cas sera traité en étudiant la production en formation avec atténuation relative et retard de communication. Troisièmement, la poursuite par consensus des systèmes avec un état de référence variable dans le temps est étudiée. Une loi de commande commune et une seconde basée sur la prédiction d’erreur sont proposées, et le problème du consensus est résolu quand le graphe de communication contient un arbre dirigé. Il a été prouvé que la convergence du système est plus rapide en utilisant la loi basée sur la prédiction d’erreur plutôt que celle de commande commune. Enfin, les lois de commande ci-dessus sont étendues au cas de la poursuite en formation. En effet, dans de nombreux cas, l'information peut être envoyée à partir d'un état de référence vers les agents voisins uniquement et non pas à l’ensemble des agents. Afin de résoudre ce problème, une loi de commande est proposée afin de résoudre le problème du consensus avec un état de référence constant. Puis, deux lois de commande sont proposées afin de résoudre le problème du consensus avec un état de référence variant dans le temps. Ces lois sont étendues pour résoudre le problème de la poursuite en formation / This thesis focuses on the distributed coordination of fractional-order multi-agent systems under fixed directed communication graph. Firstly, formation producing with absolute damping and communication delay of fractional-order multi-agent systems is studied. A control law is proposed and some sufficient conditions are derived for achieving formation producing. However, in some scenarios, it might be desirable that all agents achieve formation and move as a group, instead of rendezvous at a stationary point. Therefore, secondly, formation producing with relative damping and communication delay is considered. Thirdly, consensus tracking of fractional-order multi-agent systems with a time-varying reference state is studied. A common control law and a control law based on error predictor are proposed, and it is shown that the control laws are effective when a communication graph has directed spanning trees. Meanwhile, it is proved that the convergence of systems is faster using the control law based on error predictor than by the common one. Finally, the above control laws are extended to achieve formation-tracking problems. In fact, in many cases information can be sent from a reference state to only its neighbor agents not to all the agents. In order to solve the above problem, an effective control law is given to achieve consensus with a constant reference state. Then, an effective general control law and an effective particular one are proposed to achieve consensus with a time-varying reference state. Furthermore, the above control laws are extended to achieve the formation tracking problems

Considérant un point de vue général de cette thèse aborde le problème de trouver, à partir d'un ensemble de blocs de construction, un sous-ensemble qui procure une solution à un problème donné. Ceci est fait en tenant compte de la compatibilité de chacun des blocs de construction par rapport au problème et l'aptitude d'interaction entre ces parties pour former ensemble une solution. Dans la perspective notamment de la thèse sont les blocs de construction de méta-modèles et le problème donné est une description d'un problème peut être résolu en utilisant un logiciel et d'être résolu en utilisant un système multi-agents. Le noyau de la proposition de thèse est un processus qui analyse un problème donné et puis il proposé une solution possible basée sur système multi-agents pour ce problème. Il peut également indiquer que le problème ne peut être résolu par ce paradigme. Le processus adressée par la thèse consiste en les étapes principales suivantes: (1) A travers un processus de caractérisation on analyse la description du problème pour localiser le domaine de solutions, puis choisissez une liste de candidats des méta-modèles. (2) Les caractérisations de méta-modèles candidats sont prises, ils sont définis dans plusieurs domaines de la solution. On fait la chois parmi le domaine trouvé dans la étape précédant. (3) On crée un système multi-agents où chaque agent représente un candidat méta-modèle. Dans cette société les agents interagissent les uns avec les autres pour trouver un groupe de méta-modèles qui est adapté pour représenter une solution donnée. Les agents utilisent des critères appropriés pour chaque méta-modèle à représenter. Il évalue également la compatibilité des groupes créés pour résoudre le problème de décider le groupe final qui est la meilleure solution. Cette thèse se concentre sur la fourniture d'un processus et un outil prototype pour résoudre plutôt la dernière étape de la liste. Par conséquent, le chemin proposé a été créé à l'aide de plusieurs concepts de la méta-analyse, l'intelligence artificielle de coopération, de la cognition bayésienne, incertitude, la probabilité et statistique. / From a general point of view this thesis addresses an automatic path to build a solution choosing a compatible set of building blocks to provide such a solution to solve a given problem. To create the solution it is considered the compatibility of each available building block with the problem and also the compatibility between each building block to be employed within a solution all together. In the particular perspective of this thesis the building blocks are meta-models and the given problem is a description of a problem that can be solved using software using a multi-agent system paradigm. The core of the thesis proposal is the creation of a process based on a multi-agent system itself. Such a process analyzes the given problem and the available meta-models then it matches both and thus it suggests one possible solution (based on meta-models) for the problem. Nevertheless if no solution is found it also indicates that the problem can not be solved through this paradigm using the available meta-models. The process addressed by the thesis consists of the following main steps: (1) Through a process of characterization the problem description is analyzed in order to locate the solution domain and therefore employ it to choose a list of most domain compatible meta-models as candidates. (2) There are required also meta-model characterization that evaluate each meta-model performance within each considered domain of solution. (3) The matching step is built over a multi-agent system where each agent represents a candidate meta-model. Within this multi-agent system each agent interact with each other in order to find a group of suitable meta-models to represent a solution. Each agent use as criteria the compatibility between their represented candidate meta-model with the other represented meta-models. When a group is found the overall compatibility with the given problem is evaluated. Finally each agent has a solution group. Then these groups are compared between them in order to find the most suitable to solve the problem and then to decide the final group. This thesis focuses on providing a process and a prototype tool to solve the last step. Therefore the proposed path has been created using several concepts from meta-analysis, cooperative artificial intelligence, Bayesian cognition, uncertainty, probability and statistics.

Au cours des dernières années, les problèmes multi-agents ont été étudiés de manière intensive par la communauté de la théorie du contrôle. L'un des sujets les plus populaires est le problème de consensus où un groupe d'agents parvient à un accord sur la valeur d'un certain paramètre ou d’une variable. Dans ce travail, nous nous concentrons sur le consensus des réseaux d'agents avec une dynamique non linéaire de poursuite de référence. Nous utilisons des interactions sporadiques modélisées par la détection relative, pour traiter le consensus décentralisé des références. La référence est donc utilisée pour alimenter la dynamique de poursuite de chaque agent. L'analyse de stabilité du système globale a nécessitée l'utilisation d'outils théoriques propre de la théorie des systèmes hybrides, en raison de la double nature de l'approche en deux étapes. L'analyse est effectuée en tenant compte de différents scénarios de topologie et interactions. Pour chaque cas, une condition suffisante de stabilité est fournie, en termes de temps minimum autorisé entre deux mises à jour de référence consécutives. Le cadre proposé est appliqué aux missions de rendez-vous et de réalisation de formation pour les robots mobiles non-holonomes. Le même problème est abordé dans le contexte d'une application réelle sur le terrain, à savoir un système de gestion de flotte pour un groupe de véhicules robotisés déployés dans un environnement industriel à des fins de surveillance et de collecte de données. Le développement d'une telle application a été motivé par le fait que cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet FFLOR, développé par le département de recherche technologique du CEA tech. / Over the last years, multi-agents problems have been extensively studied from the control theory community. One of the most popular multi-agents control topics is the consensus problem where a group of agents reaches an agreement over the value of a certain parameter or variable. In this work we focus our attention on the consensus problem of networks of non-linear reference tracking agents. In first place, we use sporadic interactions modeled by relative sensing to deal with the decentralized consensus of the references. The reference is therefore feeded the tracking dynamics of each agent. Differently from existent works, the stability analysis of the overall system required the usage of hybrid systems theory tools, due to dual nature of the two stages approach. The analysis is carried out considering different scenarios of network topology and interactions. For each case a stability sufficient condition in terms of the minimum allowed time between two consecutive reference updates is provided. The proposed framework is applied to the rendez-vous and formation realisation tasks for non-holonomic mobile robots, which appear among the richest research topics in recent years. The same problem is addressed in the context of a real field application, namely a fleet management system for a group of robotic vehicles deployable in an industrial environment for monitoring and data collection purpose. The development of such application was motivated by the fact that this thesis is part of the Future of Factory Lorraine (FFLOR) project, developed by the technological research department of the Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA tech).

La simulation constitue une approche majeure pour la conception, le développement, l’analyse et l’évolution des systèmes urbains. Dans le contexte de cette thèse, nous nous intéressons à la modélisation et à la simulation des déplacements de flux (piéton, véhicule, cycle) au sein d’environnements urbains. Le contexte industriel dans lequel s’inscrit également cette thèse impose de considérer les déplacements de chaque entité dans un univers modélisé en trois dimensions. Nous proposons d’aborder les nombreux défis scientifiques et technologiques en modélisant les flux sous la forme d’entités autonomes appelées agents. La simulation orientée-agent nécessite de définir trois mécanismes principaux : le comportement des agents, leurs interactions avec les autres agents et leurs interactions avec l’environnement dans lequel ils évoluent. Ce dernier modélise la structure du monde ainsi que sa dynamique endogène. Malheureusement, il reste difficile de trouver des modèles d’environnement répondant aux différentes problématiques scientifiques et technologiques abordées dans cette thèse. Par conséquent, nous proposons un modèle d'environnement, nommé HEDGE (HEterogenous Dual Graph Environment). Il est basé sur une décomposition de l’environnement en zones reliées par des liens de navigation et de perception. Cette structure de graphe est au centre de notre modèle. Elle a été conçue pour permettre une modélisation naturelle de l’environnement et une simulation efficace du système constitué par cet environnement et les agents. Les missions et les processus dynamiques de l’environnement sont modélisés à l’aide de mécanismes inspirés des lois de la Physique. Les actions fournies par les agents et par les algorithmes calculant la dynamique endogène de l’environnement sont des forces à appliquer aux objets du monde. Un modèle de détection et de résolution de conflits entre ces forces est utilisé afin de garantir un état cohérent du modèle de l’environnement. Dans la dernière partie de cette thèse, nous illustrons l’utilisation du modèle HEDGE dans le cadre de deux projets d’aménagement de la ville de Belfort et de sa communauté d’agglomérations Le produit de l’application de ce modèle est utilisé à des fins d’études techniques (études préliminaires, avant-projet), de communication (concertations et débats publics) et de promotion (expositions, valorisation) sous la forme de logiciels interactifs en 3D. / Simulation constitutes a major approach for the conception, development, analysis and evolution of urban systems. This thesis focusses on the modeling and simulation of movements (pedestrian, vehicle, cycle) within urban environments. The industrial context associated with this thesis requires to consider the movements of each entity in a three dimensional universe. In this thesis, we propose to address the scientific and technological challenges by using autonomous entities, called agents, to model the individuals. In agent-based simulation three elements must be defined: the agent behaviors, their interactions with other agents, and with the environment. The environment models the structure of the world and its endogenous dynamics. Unfortunately, it is still difficult to find an environment model that answers all the different scientific and technological problems addressed in this thesis. Consequently, an environment model named HEterogenous Dual Graph Environment (or HEDGE) is proposed. The HEDGE model is based on a decomposition of the environment using zones that are linked with navigation and perception links. This graph structure is at the center of our model. It is designed to “naturally” model the environment, and it allows an efficient simulation of the system composed of the environment and the agents. The environment’s missions and dynamic processes are modeled using mechanisms, which are inspired by the laws of Physics. The actions provided by the agents and the endogenous dynamics algorithms correspond to physical forces to apply to objects in the world. A model of conflict detection and resolution between those forces is used to ensure the coherence of the environment model state. In the last part of this thesis, the HEDGE model is used in the context of two urban planning projects in the city of Belfort, and its metropolitan area. The product of this model’s application is used in the context of technical studies (preliminary studies, pre-project), communication (consultation and public debates) and promotion (exposition, valorization) in the form of interactive 3D software.

One of the main focus of research on multi-agent systems is that of coordination in a group of agents to solve problems that are beyond the capability of a single agent. Each agent in the multi-agent system has limited capacity and/or knowledge which makes coordination a challenging task. Applications of multi-agent systems in space and ocean exploration, military surveillance and rescue missions, require the agents to achieve some consensus in their motion. The consensus has to be achieved and maintained without a centralized controller. Multi-agent system research borrows ideas from the biological world where such motion consensus strategies can be found in the flocking of birds, schooling of fishes, and colony of ants. One such classes of strategies are the cyclic pursuit strategies which mimic the behavior of dogs, birds, ants, or beetles, where one agent pursues another in a cyclic manner, and are commonly referred to as the `bugs' problem, In the literature, cyclic pursuit laws have been applied to a swarm of homogenous agents, where there exists a predefined cyclic connection between agents and each agent follows its predecessor. At equilibrium, the agents reach consensus in relative positions. Equilibrium formation, convergence, rate of convergence, and stability are some of the aspects that have been studied under cyclic pursuit. In this thesis, the notion of cyclic pursuit has been generalized. In cyclic pursuit, usually agents are homogenous in the sense of having identical speeds and controller gains where an agent has an unique predecessor whom it follows. This is defined as the basic cyclic pursuit (BCP) and the sequence of connection among the agents is defined as the Pursuit sequence (PS). We first generalize this system by assuming heterogeneous speed and controller gains. Then, we consider a strategy where an agent can follow a weighted centroid of a group of other agents instead of a single agent. This is called centroidal cyclic pursuit (CCP). In CCP, the set of weights used by the agents are assumed to be the same. We generalize this further by considering the set of weights adopted by each agent to be different. This defines a generalized centroidal cyclic pursuit (GCCP). The behavior of the agents under BCP, CCP and GCCP are studied in this thesis. We show that a group of holonomic agents, under the cyclic pursuit laws ¡ BCP, CCP and GCCP ¡ can be represented as a linear system. The stability of this system is shown to depend on the gains of the agents. A stable system leads to a rendezvous of the agents. The point of rendezvous, also called the reachable point, is a function of the gains. In this thesis, the conditions for stability of the heterogeneous system of agents in cyclic pursuit are obtained. Also, the reachable point is obtained as a function of the controller gains. The reachable set, which is a region in space where rendezvous can occur, given the initial positions of the agents, are determined and a procedure is proposed for calculating the gains of the agents for rendezvous to occur at any desired point within the reachable set. Invariance properties of stability, reachable point and reachable set, with respect to the pursuit sequence and the weights are shown to exist for these linear cyclic pursuit laws. When the linear system is unstable, the agents are shown to exhibit directed motion. We obtain the conditions under which such directed motion is possible. The straight line asymptote to which the agents converge is characterized by the gains and the pursuit sequence of the agents. The straight lines asymptote always passes through a point, called the asymptote point, for given initial positions and gains of the agents. This invariance property of the asymptote point with respect to the pursuit sequence and the weights are proved. For non-homonymic agents, cyclic pursuit strategies give rise to a system of nonlinear state equations. It is shown that the system at equilibrium converges to a rigid polygonal formation that rotates in space. The agents move in concentric circles at equilibrium. The formation at equilibrium and the conditions for equilibrium are obtained for heterogeneous speeds and controller gains. The application of cyclic pursuit strategies to autonomous vehicles requires the satisfaction of some realistic restrictions like maximum speed limits, maximum latex limits, etc. The performances of the strategies with these limitations are discussed. It is also observed that the cyclic pursuit strategies can also be used to model some behavior of biological organisms such as schools of fishes.