冗余度机器人存在运动学冗余度，对末端笛卡尔空间中确定的位姿，其关节空间存在着自运动。因此该类机器人具有良好的灵活性和柔顺性。冗余度机器人的研究对实现复杂作业操作具有重要意义。本文以一种七自由度机械手为研究对象，对冗余度机械手的运动学、动力学、避障规划以及轨迹跟踪控制进行了分析与研究。根据所研究的七自由度机械手的机构特点，采用Denavit-Hartenberg法建立笛卡尔坐标系，通过齐次变换建立了机械手正运动学模型。并分别采用代数-几何法和梯度投影法进行了位置层面和速度层面的逆运动学求解。通过MATLAB仿真，验证了正逆运动学模型的正确性。为实现冗余度机械手通过自运动避障，对机械手工作空间中的障碍物进行了简化建模，使其被椭球包围，建立了基于伪距离的避障指标，然后分别利用梯度投影法和约束最优化法规划机械手的各关节运动，并进行了仿真实验。结果表明，两种方法都能对障碍物进行有效的避障，约束最优化法避障规划能够获得更优的避障指标，而梯度投影法避障规划有更高的规划精度、更快的运算速度和更平滑的关节运动。利用拉格朗日法，建立了七自由度机械手的动力学模型，获得了各关节运动与作用力矩（力）之间的关系。采用Pro/E和ADAMS建立了机械手的虚拟样机，分别在MATLAB和ADAMS中进行了动力学仿真试验，两者得出的各关节作用力矩（力）结果基本一致，验证了动力学模型的正确性和虚拟样机的可靠性，为机械手轨迹跟踪控制提供了机械手的动力学模型和基于虚拟样机的被控对象。针对实际应用中七自由度机械手动力学模型的不精确而导致传统计算力矩法控制的鲁棒性差和不能实现全局渐进稳定的问题，通过利用自适应模糊逻辑系统补偿机械手动力学模型中的不确定部分，提出了七自由度机械手的计算力矩加模糊补偿控制策略。利用ADAMS与MATLAB建立联合仿真平台，对机械手和轨迹跟踪控制系统进行了仿真试验。结果表明，该控制方案具有较高的控制精度和较强的鲁棒性。