轮式移动机器人由于其良好的运动性能,应用场景越来越广泛,因为其本身具有非完整性约束的性质,所以其运动控制研究有一定挑战性,尤其在在复杂环境中容易受到很多不确定性因素的影响。因此对移动机器人系统及其运动控制系统的研究具有重要意义。本文研究的对象是基于差速驱动的三轮移动机器人,研究的主要内容是:系统模型和轨迹跟踪运动控制。因为准确的模型是系统研究的基础,而轨迹跟踪运动机器人运动中是最重要的部分之一,也是其他复杂运动的基础。论文的主要的研究内容为以下四个方面:(1)对三轮移动机器人系统的模型进行了深入的探索和研究。首先分析系统运动学结构,并在此基础上建立了系统运动学模型。随后,深入剖析了系统动力学结构,将系统的各个动力学参数进行重新整合计算,最后建立了以左右驱动轮的转速为输入的系统动力学模型,并通过最小二乘法对系统动力学模型参数进行了辨识。(2)针对系统运动学模型,对系统的轨迹跟踪运动控制进行了研究。分别基于李雅普诺夫函数,滑模变结构控制和自适应控制思想,对系统设计了三种运动学控制器,进行了系统仿真证明其控制的有效性,并比较了噪声环境下的控制效果。(3)将系统动力学模型分为运动学和动力学两部分,首先基于李雅普诺夫函数和逆运动学思想针对运动学部分设计了两种控制器。之后,在动力学部分利用逆运动学思想,自适应控制思想以及σ修正法设计了参数自适应的动力学控制器。最后将两个部分的运动控制器进行级联,实现系统轨迹跟踪的控制,由系统仿真证明其控制的有效性,并比较了噪声环境下的控制效果。(4)首先针对系统空载和有负载的情况进行系统参数辨识,之后在这两种情况下进行直线和圆形轨迹跟踪实验。为了进一步验证动力学控制器的有效性,通过仿真比较直线和曲线组合的复合路径下的轨迹跟踪控制,发现自适应动力学运动控制器的控制效果远比的自适应运动学滑模控制器更加有效也更加稳定。最后,对空载和有负载的机器人系统进行复合轨迹跟踪实验。所有的相关实验结果都实际验证系统动力学轨迹跟踪运动控制器的有效性,同时证明系统模型建立的正确性。