载人月球车是实现宇航员登月的主要装备之一,也是协助宇航员进行月球探测活动不可或缺的工具。宇航员乘坐载人月球车可以减少体力消耗,并能搭载大量科学仪器和采集月壤样品以扩大在月球表面的探测范围。在月球表面复杂地理环境下执行探测任务,要求载人月球车必须有很强的环境适应能力和良好的运载能力,因此载人月球车运动控制系统是影响月球车整体性能和安全可靠性的关键因素。开展载人月球车相关控制技术的研究和试验等能够为我国未来实施载人月球登陆探测的顺利进行提供相关的理论数据和技术支持,因而对推动我国航天事业的发展以及科学技术的进步有着重要的意义。载人月球车作为新科技发展的重要成果之一,其研发包涵机械电子、计算机控制、信息、通讯等多个交叉学科及科技领域,其运动控制系统是整个月球车系统的核心。本文以载人月球车原理样机为研究对象,基于D-H矩阵变换建模方法,构建月球车正运动学模型与逆运动学模型,针对月球表面地貌的复杂性,分析在不同运行环境下月球车运行方式的安全性,在以上基础上设计控制系统硬件及软件编程,并通过地面运动控制试验分析月球车运动性能。根据载人月球车的设计结构特性并分析车轮转动特性,以D-H矩阵变换为准则建立月球车的运动学模型,分析月球车车体速度和各轮的驱动速度和转向角度之间的关系,给出正逆运动学方程的求解方法,为月球车的控制实验作基础理论准备。针对月球地面复杂的地形情况,研究基于模型估计的载人月球车运动学分析,结合车体的自身结构参数和运行环境确定车体的运行状态和运行方式,以确保载人月球车在复杂环境中运行的安全性。采用分层递阶模块化的控制方式设计载人月球车运动控制系统,以开放式、集成化为目标构建载人月球车硬件体系,基于Visual C++和Pewin32 Pro2编程软件开发载人月球车运动控制程序。针对载人月球车模拟地面实验,搭建月球车实验环境,通过对运动控制系统原理样机的运动模式和移动速度以及各项地面通过性进行测试,验证载人月球车相关分析计算及控制系统设计的正确性和可行性。