随着全世界计算机性能、通信水平、传感器技术的高速进步,移动机器人的开发与应用已经深入到军事、工业、农业等各个领域,而轮式移动机器人正在以它运动速度快、运动平稳、适应能力强等优势吸引了国内外众多研究者的注意。轮式移动机器人是集感知外部环境、控制决策与算法、驱动与执行、人机交互为一身的高密度载体,本文以轮式移动机器人为研究对象,对其运动控制系统进行了较为深入的分析与设计,创新性的采用基于三级递阶控制方案的对轮式移动机器人进行模块化编程,提出了以STM32单片机作为系统控制核心,AVR单片机作为电机驱动核心,基于数传电台和RS422总线的嵌入式控制系统,其中,人机交互部分作为组织级,核心控制器作为协调级,电机驱动作为执行级,文章主要包括以下几个重要部分:首先,根据移动机器人的机械结构,结合本文所设计的运动控制系统的技术要求,对移动机器人的主要零部件进行了型号选取和介绍;其次,本文对运动控制系统的控制器模块、传感器模块、电机驱动模块、电源模块等内容的电路分别进行了设计和分析;再次,针对四轮移动机器人的机械结构,使用电子差速转向原理进行运动学建模,采用基于编码器的增量式PID算法对移动机器人每个车轮的转速进行精确控制;然后,本文对核心控制器、电机驱动以及其他独立模块的开发环境和软件流程进行介绍,对各个模块之间的通信格式进行了规定;最后,根据本文所设计的运动控制系统进行装机试验,通过移动机器人的运行情况和监测数据可以分析得出,该控制系统具有较高可靠性和稳定性,各个模块都可以达到预期设计要求,为数字和模拟电子技术、检测技术、单片机原理、控制原理等多门科目提供完整可靠的基础实验平台,系统扩展能力强并且便于二次开发。