本文研究轮式移动机器人的路径跟踪控制方法及其实现技术。本文应用广义预测控制算法、参数估计及滤波的相关理论对移动机器人的路径跟踪控制及定位问题进行了研究，提出了适用于轮式机器人的路径跟踪控制及定位的算法，设计了相应的硬件系统，并通过移动机器人场地实验研究了轮式机器人的路径跟踪控制。首先，在环境全部已知的情况下，对移动机器人进行物理和数学建模。由于轮式移动机器人非完整性运动系统属于非线性系统，本文通过将系统在工作点处进行Taylor展开，舍去高阶项后获得非线性系统的近似线性模型。线性系统的广义预测控制采用多步预测、滚动优化和反馈校正等策略，控制模型的参数少，且保留了自适应控制方法的优点。Smith预估控制算法的引入，将滞后环节置于反馈回路外面，改善了系统的响应性能。经仿真实验证明，系统的鲁棒性和抗干扰性也得到提高。其次，在理论研究的基础上，将广义预测控制应用到“2006亚太机器人大赛国内选拔赛”电子科技大学参赛队的移动机器人的路径跟踪控制及定位问题中，研究了移动机器人的相关控制策略以及软硬件的实现。并完成硬件设计、制板，软件设计、调试，优化软硬件的设计。旋转光电编码器、颜色传感器与预测控制器组成闭环的移动机器人预测控制应用，使得整个控制系统的控制特性和智能化程度都得到提高。最后，在路径修正补偿控制和机器人自身位置测量实现的基础上，以直线路径跟踪控制、圆弧路径跟踪控制等运行实验考察了广义预测控制方法应用于移动机器人路径跟踪控制的效果。实验数据分析表明该控制策略可靠性高，能够准确进行路径跟踪及定位，可以满足竞赛机器人的准确快速定位要求。