本文主要研究对象是GAMMA300型机械臂,是具有一个冗余自由度的七轴机械臂,它由美国的ROBAI公司设计生产。主要对研究对象在系统建模、正逆运动学、动力学、轨迹规划方法和轨迹跟踪控制方面进行分析与研究。在分析GAMMA300机械臂的构型的基础上,结合机械臂位姿变换的数学理论,采用D-H方法建立了机械臂的坐标系。并运用机械臂的正运动学,推导出GAMMA300机械臂的运动学正解。在建立正确的正运动学方程的基础上,采用反变换的算法推导求得了GAMMA300的逆运动学逆解公式。进而利用基于MATLAB平台的Robotics Toolbox工具箱,对GAMMA300型机械臂的运动学分析的正确性进行仿真验证。针对GAMMA300机械臂的轨迹规划,在关节空间中,采用三次多项式插值算法以及五次多项式插值算法对GAMMA300型机械臂轨迹规划进行仿真。在笛卡尔空间中分别进行直线规划和圆弧规划。在动力学分析中,主要介绍了牛顿-欧拉法和拉格朗日法,并利用拉格朗日法得到多关节机械臂的通用动力学方程。从冗余机械臂的容错性角度分析,固定机械臂的某些关节,对机械臂模型进行适当简化,利用拉格朗日法得到简化后机械臂的动力学运动方程。采用模糊控制的方法进行轨迹跟踪控制,结合机械臂的实际操作经验,设计出GAMMA300机械臂的模糊控制器,并在Simulink模块中,对模糊控制器针对该型机械臂轨迹跟踪控制的正确性和可行性进行仿真验证和分析。