目前,编队控制理论研究中提出的大部分编队控制算法都是针对单积分或双积分描述的运动体模型。本论文研究针对欠驱动轮式移动机器人的编队控制算法的设计与实验验证等问题,在对机器人位置与速度(平动状态)实现编队控制的同时,还关注系统欠驱动动态或内部动态(角度动态)的镇定问题。本论文选择具有非最小相位特性的两轮自平衡车作为研究平台。针对该平台完成了以下工作:分析欠驱动轮式移动机器人的非最小相位特性。对欠驱动轮式移动机器人建模,并对其模型特性进行研究分析,根据系统的内部动态或零动态是否满足输入-状态稳定(ISS),将欠驱动轮式移动机器人系统划分为最小相位系统和非最小相位系统。根据欠驱动轮式移动机器人的非最小相位特性参考因果稳态逆(CSI)方法,设计了相应的编队控制算法。基于运动同步控制理论,设计编队控制算法:对最小相位系统,一般基于双积分模型的编队控制算法即可满足需求;而对非最小相位系统,则根据因果稳态逆方法设计了合适的编队控制算法,该算法在保证编队控制误差收敛的同时,系统的内部动态保持稳定。并对设计的编队控制算法进行了仿真验证,验证了算法的可行性。对提出的编队控制算法进行了实验验证。搭建了欠驱动轮式移动机器人编队控制实验验证平台,通过增加传感器与搭建通信网络等方式,实现了轮式移动机器人之间的信息交互,满足了编队控制实验验证需求。在实验平台上验证了编队控制算法的可行性,测试了轮式移动机器人编队系统的鲁棒性,分析了实验验证结果并优化了编队控制实验。