在机器人学的研究领域中，如何有效地提高机器人控制系统的控制性能始终是研究学者十分关注的一个重要内容。在阐述了工业机器人的发展历程和分析了机器人控制系统的研究现状后，本论文的主要目标是设计一个教学用四自由度关节型机器人。本课题设计的四自由度机器人主要用于教学和科研使用，在运行时既可以执行点位控制下的操作也可以执行连续轨迹控制下的操作，在此基础上，不仅能够使使用者了解机器人的组成和运行原理，而目可以做进一步的研发，所以本课题的研究具有广泛的实际意义和应用前景。 在完成机械结构和驱动系统设计的基础上，对四自由度教学机器人运动学和动力学进行了分析。运动学分析是路径规划和轨迹控制的基础，对操作臂进行了运动学正、逆问题的分析可以完成操作空间位置和速度向驱动空间的映射，采用齐次坐标变换法得到了操作臂末端位置和姿态随关节夹角之间的变换关系，采用反变换法分析了操作臂的逆向运动学方程求解问题，为控制系统设计提供了理论依据。机器人动力学是研究物体的运动和作用力之间的关系的科学，研究的目的是为了满足实时性控制的需要，本文采用牛顿一欧拉方法对四自由度教学机器人动力学进行了分析。 因为机械臂的动力学方程是具有强耦合、高度非线性和高度不确定性的，使用传统的PID控制器很难完成期望的轨迹控制性能。在本文中，首先详细地介绍和分析了模糊控制的基本原理，并构造了机器人轨迹跟踪的模糊控制系统，它不依赖于对象的精确的数学模型，能有效地克服被控对象存在的非线性和不确定性的影响。对提出的模糊控制方法进行了仿真实验研究，仿真实验结果证明了所提出的模糊控制方法具有良好的智能特性，在应用于机器人的轨迹跟踪控制时，取得了很好的控制效果。 最后，详细介绍了四自由度教学机器人控制系统的硬件设计和软件开发。其中，以三菱电机的多轴运动控制器为控制核心，以交流伺服系统为运动执行装置，构成一个运动控制系统来控制机器人执行相应操作。根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案。控制系统软件开发采用了开放式、模块化的设计方法，方便用户使用及功能扩展。