移动机器人是一个涉及多学科综合性技术的移动平台。在人工智能蓬勃发展的背景下，移动机器人在高端制造业和社会生活中发挥着越来越重要的作用。从分析力学的角度来看，移动机器人属于一类非完整系统，因此又称为非完整移动机器人。非完整移动机器人具有很高的商业价值与广阔的应用前景，其运动控制问题也得到了越来越广泛的关注。本文以非完整轮式移动机器人为研究对象，首先分析了其非完整性，接着分别从运动学模型和动力学模型入手，着重研究了其渐近轨迹跟踪控制问题和有限时间轨迹跟踪控制问题。本文的主要研究工作包括如下三个方面:
　　首先，基于轮式移动机器人系统的运动学模型研究了其轨迹跟踪控制问题，设计出了渐近轨迹跟踪控制器。针对原运动学模型的强非线性问题，采用链式变换将原运动学模型变换为链式系统模型，进而得到具有较高线性化程度的跟踪误差系统。接着采用级联控制方法将得到的误差系统分解为两个子系统。在级联控制方法的框架下，对两个子系统分别设计控制器使之达到全局一致渐近稳定，进而得到整体误差系统全局一致渐近稳定。从而使得本文所研究的机器人实现了对给定的参考轨迹的渐近跟踪。
　　其次，考虑基于移动机器人运动学模型的轨迹跟踪控制问题，设计出了有限时间轨迹跟踪控制器。同样对运动学模型采用链式变换得到链式系统形式的跟踪误差系统，接着将误差系统分解为两个子系统分别进行有限时间镇定，进而达到对整体误差系统的有限时间镇定。从而使得移动机器人实现对参考轨迹的有限时间跟踪。
　　最后，基于本文所研究的移动机器人系统的动力学模型研究了其轨迹跟踪控制问题。考虑了含有执行器动态的系统动力学模型，以前面基于运动学模型设计出的渐近轨迹跟踪控制律作为虚拟控制律，利用非线性系统设计的反步法设计出了系统力电学层面的电压控制律，从而达到移动机器人对给定的参考轨迹的渐近跟踪。