随着轮式移动机器人(WMR)技术的不断发展与进步,使其在抗洪抢险、震后搜救、火灾救援、防爆除暴、航空航天等诸多领域有着广泛的应用。由于轮式移动机器人在实际应用过程中极易受到路面、侧滑和外界干扰等诸多因素的影响,使得机器人对规划后路径的跟踪稳定性和精度影响较大。本研究主要针对上述问题以WMR为对象,对研究中的关键技术——轨迹跟踪控制展开深入研究,主要研究内容包括:(1)侧滑对WMR运动学的影响研究。本研究针对这种情况建立了移动机器人运动学侧向滑移模型,利用反演控制方法设计了移动机器人抗侧滑运动学控制器。设计了相应的Lyapunov函数,对所设计的控制器进行了稳定性证明,最后在Matlab/Simulink仿真模块中建立了系统模型,并利用其对设计的控制器进行了仿真实验检验。结果表明所设计的控制器能使系统保持稳定的同时,具有良好的控制精度和响应速度。(2)扰动对WMR动力学的影响研究。本研究针对移动机器人容易受到外界干扰扰动影响的情况,建立了移动机器人扰动模型,然后利用“反演-滑膜”控制方法设计了一种新型的具有PD-RBFNN干扰观测能力的反演-滑膜控制器,同时利用Lyapunov方法对控制系统进行了收敛性、稳定性证明,并优化了神经网络权值自适应更新律,保证了RBFNN权值的有界性。通过多种控制方法对比,实验结果表明所设计的控制器不仅具有良好的稳定性,还能有效地克服外界干扰扰动的影响,它还具有较高的控制精度和较快的响应速度;(3)基于速度指令的WMR动力学轨迹跟踪控制研究。WMR在高速情况下,要想完成机器人对预定轨迹的高精度跟踪,须要考虑机器人受到惯性力等因素的影响,必须综合考虑机器人的运动学特性和动力学特性。由于实际应用中对被控对象的控制多以速度控制指令进行控制。针对于此,本文对WMR进行了运动学、动力学模型重建,并为WMR利用反演控制方法设计了抗侧滑运动学反演控制器,利用逆动力学控制方法设计了抗扰动逆动力学控制器,完成了对WMR基于速度指令的WMR动力学轨迹跟踪控制。并利用Lyapunov法保证控制系统的稳定性,最后在Matlab仿真系统中建立了仿真模型进行仿真实验验证。结果表明WMR能够在控制器控制下抵抗侧滑和未知扰动的影响,控制系统达到的良好的控制效果;(4)基于遗传算法(GA)的WMR控制器参数自主寻优策略研究。经过前面几个部分的研究工作,虽然WMR的动力学轨迹跟踪问题已经得到了解决,但是也由此产生了一个严峻的问题:控制系统控制参数调节。为了解决这个问题,本研究利用最优控制思想,用遗传算法以ITAE为系统性能指标,实现了上一部分中所设计控制器参数的自主寻优,在极大减轻控制系统参数调节这一工作负担的同时,使系统控制精度有了较大提升,实现对机器人的最优控制。