随着科学技术的进步和社会的发展,机器人技术作为一门多学科融合的技术,在各个领域得到广泛使用。机器人的技术与发展,影响着社会与生活,机械手臂操作精确,而轮式机器人则反应迅速、运动速度快。对将轮式机器人与机械手臂结合的非完整轮式机械臂系统进行研究对于人类生活与社会发展具有重要的意义。如何实现最完美的人机结合,实现对于机器人的设计与控制,使机器人能更方便的为人类所利用,完成更多高精度、高要求的工作,更好的适应目前发展的要求,成为本文的研究重点。本文以非完整轮式机械臂为主要研究对象,寻找最优的动力学分析方法与最优的机械臂轨迹控制方法,主要研究结果如下:(1)运用传统的Routh方程对非完整轮式机械臂系统进行动力学建模,通过Matlab模拟仿真,分析出运用Routh方程在对非完整轮式机械臂模拟时存在不足,约束方程出现违约现象。(2)采用基于高斯最小拘束原理的准坐标方法对非完整轮式机械臂系统进行动力学建模与分析,运用Matlab进行仿真模拟,并与运用Routh方程的模拟仿真结果对比,两种方法都可以模拟出模型的运动,准坐标方法没有出现违约,而运用Routh方程约束方程存在误差,随着仿真时间增加,基于Routh方程的机械臂轨迹与实际情况对比会出现偏差,得出基于高斯原理的准坐标形式的非完整系统动力学方程是更适合非完整动力学分析的方法。(3)基于高斯原理,将理想系统动力学问题的广义约束力和广义加速度解耦,从而得到针对非完整系统的一种不同于传统控制方法的伺服控制方法,根据该方法,将控制目标作为约束条件来处理,从而可通过解耦的约束力来确定可控力。(4)采用基于高斯原理的非完整系统伺服控制方法对非完整轮式机械臂进行伺服控制,实现了对非完整轮式机械臂的目标轨迹控制,并与传统的基于S函数的PD控制方法进行对比,得出基于高斯原理的非完整系统伺服控制方法是更加准确迅速的机械臂轨迹控制方法。