自主移动机器人是机器人领域极为经典的一类,它被广泛的应用于工业、商业、农业、国防安全以及航空航天等领域,其运动控制研究特别是跟踪控制研究受到了学界广泛关注,比如在物流运输系统中,当路径已知,轮式移动机器人快速而准确的路径跟踪控制是实现物流系统自动化的关键技术。因此本文主要对自主移动机器人的跟踪控制方法进行理论研究和实验验证。在理论研究部分,首先建立自主移动机器人的运动学模型,并进行正确性验证;随后基于该模型推导得到其位姿误差模型,以此为基础,设计了基于滑模控制方法的机器人跟踪控制器,仿真可以发现滑模控制器仅可以对机器人直线和圆弧等较为简单的轨迹进行良好的跟踪;模型预测控制方法作为一种不依赖于精确数学模型且具有实时滚动优化的控制方法得到了控制领域的广泛关注,因此本文基于机器人位姿误差模型设计了模型预测跟踪控制器,并进行了仿真分析,通过对上述两种控制器在机器人跟踪控制中的应用效果进行综合分析,可以发现模型预测跟踪控制器相比滑模跟踪控制器具有更好的复杂路径适应性。在完成以上理论分析的基础之上进行了实验验证,首先实现实际轮式移动机器人平台的下位机系统软件移植,同时设计了嵌入式模型预测控制器软件和通信程序;之后针对实验室现有自主移动机器人平台的不足,进行了相应改造,主要包括通信模块改造、电机驱动模块改造、上下位机程序的重新设计,以及一种基于视觉和图像处理的轮式移动机器人状态信息获取系统的设计;在完成以上改造和设计后将嵌入式模型预测控制器软件应用于改造后的自主移动机器人实验平台上,通过对任意给定的参考轨迹进行跟踪实验,验证所设计控制器的有效性。结合理论研究和实验验证,可以发现所设计的模型预测跟踪控制器具有一定的理论研究价值,同时可以有效的应用于实际轮式移动机器人平台,具有一定的工程应用前景。