随着技术的进步,工业机械臂的应用领域也在快速扩张。目前国内工业机械臂主要应用领域是汽车、电子电气、冶金、食品化妆品等。同时,随着工业机械臂应用的精细化,对机械臂的各项性能指标要求也在不断提高。其中环境的不确定因素影响,零件的老化、磨损,以及在实际应用过程中轨迹跟踪精度等问题受到广泛学者的关注。本文针对上述问题以工业机械臂为研究对象,开展以下工作研究。首先,本文针对实验室实验平台中的EPSON C4-A901六自由度机械臂进行了适当的简化,分析其机械结构并建立坐标系,并进行正逆运动学分析计算,利用MATLAB建立正逆运动学数学模型和SimMechanics机械臂连杆模型并完成验证。利用C#自主搭建上位机平台,实现上位机与机械臂的TCP/IP通讯,完成圆弧规划实验并与仿真实验作对比,验证了机械臂正逆运动学建模的正确性。其次,为实现机械臂的抗干扰轨迹跟踪控制,建立EPSON C4-A901六自由度机械臂的动力学微分方程。对PD控制以及传统变结构滑模控制算法进行理论分析与研究。并基于传统变结构滑模控制设计了补偿型滑模控制器,补偿型滑模控制结构不仅考虑了动力学模型惯性项的调整,又引入了角度误差量对哥氏矩阵进行调整;并引入边界层饱和函数控制趋近律。通过仿真对比所提出控制策略能有效提高轨迹跟踪精度。再者,针对滑模控制容易因控制精度要求的提高而产生抖振现象,提出一种基于非线性干扰观测器的补偿型滑模控制策略。非线性干扰观测器的设计避免了机械臂加速度反馈项的引入,能准确估计出系统存在的内外复合不确定性干扰,并对系统控制输入进行实时补偿。两者结合能进一步提高机械臂的轨迹跟踪精度,并消除系统控制输入的“抖振”现象。通过仿真实验验证了所提出控制策略具有较强的抗干扰性及稳定性。最后,为实现双机械臂协调系统的抗干扰跟踪控制,分析机械臂末端与物体的相互作用力,建立双机械臂闭链系统模型。并在前文补偿型滑模控制的基础上,结合力雅可比矩阵,设计针对于双机械臂协调系统的有反馈补偿型滑模控制策略,并通过仿真验证了所提出控制策略的抗干扰性及鲁棒性。