随着科学技术的蓬勃发展,人类探索活动的深度和广度不断提高,由于机器人可以替代人类工作于危险区域评估、排除爆炸装置等恶劣甚至有生命危险的环境,因此轮式移动机器人得到了发展。机器人的轨迹跟踪过程易受到地面光滑程度、负载变化、外部不确定干扰、反馈信息完整性等因素影响,导致移动机器人的轨迹跟踪性能降低。为了获取精确的轨迹跟踪效果,本文以轮式移动机器人为研究对象,提出轨迹跟踪控制策略,消除扰动对机器人系统的不良影响。主要研究内容如下:本文以四轮移动机器人为研究对象,充分考虑移动机器人以滑动转弯为转向方式的特殊机械组成与结构布局,建立了具有非完整约束的差分四轮驱动移动机器人的非线性运动学模型。在移动机器人运动过程中详细分析了四轮各部分的受力情况,利用Lagrange方法建立了四轮移动机器人的非线性动力学模型,为接下来对移动机器人进行轨迹跟踪控制研究奠定了基础。基于已经建立的移动机器人的非线性模型,考虑系统受到外部有界扰动因素的影响,设计自适应滑模反步控制器。采用非线性干扰观测器对系统中可观测扰动部分进行预估计,运用自适应算法对外部扰动信号中无法观测部分进行补偿。通过控制器参数和自适应律参数的调整,可以使得轨迹跟踪误差趋近于零。算例仿真结果说明了自适应反步滑模控制策略能够处理扰动对系统带来的不利影响,使机器人能够跟踪预先设定的轨迹。建立了描述不完整反馈信息的动力学状态模型,基于该模型设计了状态观测器。针对输出信息中存在不确定干扰因素,设计了鲁棒控制器。稳定性分析证明了由状态观测误差和轨迹跟踪误差组成的闭环系统达到指数渐近稳定,通过对控制器参数的调整,使轨迹跟踪误差趋近于零。仿真结果说明了带有状态观测器的鲁棒控制策略能够应对反馈信息不完整的问题,提高系统的抗干扰能力,实现机器人精确轨迹跟踪的目标。