球形机器人作为一种新颖的微小型移动机器人,同传统的轮式、履带或足式机器人相比,有不会倾覆失效的不倒翁特性,密封两栖特性,容易适应松软沙地等复杂地形以及低能耗诸多优势。尽管有着如此多的优势,但由于传统的球形机器人研究局限在采用原地转向和直行分步控制,机器人不能跟踪连续的一般运动轨迹,严重限制了其应用场合。为此,论文致力于研究一种新型的双驱动球形机器人的控制系统,提出了一套新的控制方案,并通过实验验证,使其除了能够完成原地转向,直行之外,还能够跟踪连续的一般运动轨迹。论文先研究了球形机器人的运动学和动力学方程,分析了圆弧轨迹跟踪的特点,得到机器人绝对坐标系下的位移,速度等各项运动参数到机器人连体坐标系的的正逆变换矩阵,偏心重力矩和惯性力矩对机器人运动状态的影响。接着,提出了一种基于单摆运动和位置随动结合的控制策略,实现机器人连续的圆弧轨迹跟踪,并在MATLAB中对其进行仿真,研究该控制策略在机器人姿态控制和轨迹跟踪方面的效果。最后,通过搭建基于内嵌μC/OS-II操作系统的ARM控制器以及驱动器,整合惯性导航姿态测量单元反馈回的姿态参数,对球形机器人进行圆弧轨迹跟踪实验研究。通过实验发现,机器人具有良好的动平衡特性和轨迹跟踪特性。所以,这种旨在连续轨迹跟踪的控制策略是完全可行的。