在德国提出工业4.0之后,世界制造业强国均提出了本国在机械制造方面的全新展望。2015年,中国提出了“中国制造2025”,为了引领和促进整个机械制造业的发展重点强调了智能化和工业化相结合。为了实现这一构思,机械臂的发展和应用便成了中国机械制造走向高端化和智能化的重点。尽管国产工业机器人技术已经基本满足了工业发展的要求,但是仍然存在许多需要改进的地方:机械臂的控制精度、响应时间、系统鲁棒性、使用寿命、维护周期等问题都亟待解决。本文以Dobot机械臂为研究对象,对机械臂进行了运动学建模、动力学分析、跟踪控制算法等研究,并通过仿真与实验进行验证。具体研究内容如下:首先,对Dobot机械臂进行了运动学分析,研究了机器人坐标系及其变换,并基于D-H参数建立机械臂的运动学模型,通过齐次变换矩阵,求出了该机械臂的正逆运动学的解析式。根据Dobot机械臂的D-H连杆参数在MATLAB软件中进行仿真,对该运动学模型的正确性进行了验证。其次,对Dobot机械臂进行了动力学分析,使用Lagrange法建立该机械臂的动力学模型,得到力矩矩阵计算方程。并将该机械臂的SolidWorks模型导入ADAMS软件中完成了动力学仿真,输出各机械臂关节运动的速度、加速度、力矩等曲线,并对该曲线进行了分析与研究。然后,对Dobot机械臂轨迹跟踪控制算法进行了研究,在LabVIEW软件中搭建了控制仿真模型,并采用常规PID、模糊PID两种控制算法,实现对Dobot机械臂的轨迹跟踪控制。并对仿真曲线进行比对和分析,结果表明模糊PID算法有着良好的跟踪精度和动态特性。最后,对Dobot机械臂进行了实验研究,使用LabVIEW软件搭载模糊PID控制算法,结合Dobot机械臂建立了实验平台。借助Arduino底层开发环境,对Dobot机械臂控制器进行二次开发,通过对比实验研究了控制算法对机械臂书写绘画的控制效果。实验验证了智能控制算法对机械臂运行性能的提升具有重要意义,也为机械臂的设计优化提供了理论和实验依据。本文对Dobot机械臂跟踪控制算法进行了研究,解决了机械臂控制时丢步和误差累计的问题,为机器人运动控制分析提供了一种快捷有效的方法,也为其他领域实现智能化控制提供了参考和解决思路。