随着科学技术水平的不断提高,特别是轮式移动机器人技术,在科学考察、灾害处理、军事装备、日常生活等领域得到了广泛的应用,当轮式移动机器人在室外环境下运动时,由于户外环境的不确定性和干扰项较多,实现轮式移动机器人独立完成某项任务是非常的困难,因此提高各种环境下轮式移动机器人自适应能力有很大的现实意义。基于地面力学中土壤的Bekker承压力学模型、Janosi剪切力学模型,描述了土壤在竖直方向的承压与切向的剪切力学特性;首先对轮式移动机器人进行运动学建模并建立车轮与地面交互作用的的力学模型,推导出各轮胎所受的横向力、纵向力和滑移率。在研究分析塑性地面环境下车轮与地面交互作用的力学模型的基础上,建立机器人系统的动力学模型。利用Recurdyn仿真软件与三维实体软件能够迅速建立了轮式移动机器人仿真模型,添加相关约束后,在不同路况环境下对移动机器人进行运动学以及动力学仿真实验,通过仿真过程中机器人在运动、转向和制动过程中轮胎所形成的力和力矩,对比分析移动机器人在各种路况条件下的运动特性。移动机器人系统是一个非线性、时变、多变量、强耦合的非完整系统,针对轮式移动机器人的轨迹跟踪控制,在移动机器人运动学模型和动力学模型的基础上,建立了一种滑模控制方法,选择合适的切换函数以及趋近率,实现了移动机器人的轨迹跟踪控制,通过Matlab仿真实验验证其准确性以及可行性,搭建移动机器人试验平台,验证不同路面条件对移动机器人运动转向性能的影响。