当今社会人们对机器人的使用遍及生活的各个角落,其中对于变结构轮式机器人的需求也愈加强烈。本文从机器人的查普雷金动力学模型分析着手,完成了机器人在自行车模式下动力学模型的综合分析。然后对机器人自行车模式下的直线运动控制算法进行设计,并设计仿真实验验证控制算法的有效性。最后由于机器人智能化的现代需求,本文对变结构轮式机器人进行强化学习平衡控制,以此提高变结构轮式机器人对环境的适应能力。主要内容分为四大部分,具体如下:论文首先对变结构轮式机器人的研究现状进行学术调研,包括自行车机器人,Segway机器人以及AC强化学习控制算法的研究现状。然后完成了机器人在自行车模式下的动力学模型的综合分析。首先对机器人在前轮车叉未固定状态的查普雷金动力学模型进行分析。通过对自行车模式下对动力学模型的恒等变形处理,可得机器人的仿射非线性系统,并对系统线性化进行可行性分析。之后对机器人前轮车叉固定状态下的查普雷金动力学模型进行分析。之后对自行车模式下机器人的直线运动控制算法进行设计。首先对动力学模型中的前车叉转角状态变量进行近似线性化处理,并采用第二章中的前车叉未固定部分的分析方法,对近似线性化之后的系统进行解耦分析。并采用串级滑模的控制方法设计机器人直线运动控制器,并通过仿真实验验证了算法的有效性。最后基于机器人智能化的现代需求,对变结构轮式机器人进行AC强化学习控制。首先根据变结构轮式机器人的强化学习控制仿真环境需求,对基于MuJoCo仿真引擎的实验环境进行搭建和设计。然后基于MuJoCo环境设计变结构轮式机器人的物理模型。紧接通过AC强化学习算法完成对机器人的强化学习控制仿真。最后完成机器人数据库存的建立和WiFi信息传输方案的设计。