随着人口老龄化的日益加剧和下肢瘫痪者的逐渐增多,为解决他们在屋内的移动问题,坐垫机器人得到了应用。由于坐垫机器人工作于狭窄复杂的环境中,为了避免反复驱动和保证使用者的安全,必须准确完成轨迹跟踪。机器人工作时的运动速度可能过大或突变,考虑到使用者的安全性,对其速度进行约束显得十分重要。然而速度的限制与机器人系统存在的参数不确定性和未知干扰都会使跟踪性能下降,在此情况下设计出可以提高跟踪精度的控制器对于机器人轨迹跟踪十分关键。本论文结合反演控制理论,研究提高跟踪精度的控制器设计方法,主要内容如下:基于坐垫机器人动力学模型,采用反演法设计了带补偿项的速度约束型控制器,通过对轨迹误差和速度误差的即时补偿,实现安全速度范围内的轨迹跟踪;通过Lyapunov稳定性原理证明了系统的渐近稳定性,仿真结果验证了设计方法的有效性;基于反演法设计了不带补偿项的控制器,分别进行正常速度和速度约束情况下的仿真,通过对比说明了速度约束的重要性和设计补偿项的必要性。针对系统具有的参数不确定性和外部干扰,给出了n阶严反馈非线性系统反演鲁棒控制器的设计过程,并进行了稳定性证明;针对坐垫机器人,设计了新型反演鲁棒控制器,反演控制器能保证系统全局渐近稳定,鲁棒控制器可以对参数M₀进行估计,并消除未知干扰;通过仿真结果对比分析,说明此新型反演鲁棒控制器可以使系统拥有较好的鲁棒性,同时验证了控制器设计方法的有效性与可行性。