轮式移动机器人是一类包含非完整约束的多输入多输出的欠驱动非线性系统,其运动控制问题具有挑战性。由于轮式移动机器人本身结构较为灵活,其已被广泛地应用于各种领域(如工业、农业、军事等),这些领域的应用意味着轮式移动机器人的工作环境日趋复杂,极易受到外界环境的影响。在移动机器人的某些工作场地中存在着路面结冰、湿滑等现象,这给移动机器人的运动控制带来了挑战。另外,在实际系统中执行器硬件不可避免地存在着摩擦、碰撞等问题,这会导致执行器的效率不足100%或者执行器中存在某些不可控部分,而寒冷低温等某些特殊工作环境则会加剧上述现象的发生。因此探讨在上述情况下的轮式移动机器人的轨迹跟踪问题具有重要意义。本文针对上述的打滑及执行器故障等因素,在双轮差速移动机器人动力学模型的基础上,设计了自适应容错PID轨迹跟踪算法,并将其应用于扫雪机器人。本文的主要内容如下所示:(1)在双轮差速移动机器人动力学模型的基础上,考虑打滑及执行器故障等因素,设计了自适应容错PID轨迹跟踪算法,通过仿真给出了与传统PID控制器的对比效果。(2)根据扫雪机器人的功能需求,采用模块化的设计思路,将整个控制器硬件系统按照功能的不同划分子系统,根据各个子系统的功能和需求,完成了相关器件的选型工作。(3)根据扫雪机器人的实际应用场景设计路径规划策略,根据障碍物的分布和类型设计避障策略,针对超声波传感器易出现的障碍物误判问题,设计提高障碍物检测准确率的判断流程,最后在扫雪机器人上进行了轨迹跟踪实地测试。