在机器人领域,运动学和运动规划一直占有举足轻重的地位。无论是应用于工业生产过程的工业机器人,还是应用于空间探测的空间机器人,以及越来越受到研究者们重视的智能机器人,运动学和运动规划都是必不可少的组成部分。本文改进了解决机器人运动学奇异的阻尼最小二乘法,同传统的阻尼最小二乘法相比具有更高的跟踪精度;研究了在机器人奇异鲁棒性逆运动学、机器人冗余运动控制中占有重要地位的矩阵奇异值分解,对一种应用广泛的奇异值分解算法做了改进,并对其在关节卡死和冗余控制中可能遇到的问题做了较为深入的讨论,系统地描述了一阶运动学实现方案,为轨迹规划打下了坚实的基础。关于冗余机器人运动控制,本文着重讨论了扩展雅克比方案和优化方案中的梯度投影法。扩展雅克比方案实现了任务优先思想,优先保证主操作任务的完成,而次级操作任务是通过机器人的自运动完成的。梯度投影法从优化的角度对机器人的运动进行处理,在保证机器人完成作业任务的同时,使机器人获得某些性能的优化。关于笛卡尔空间轨迹规划,本文研究了一种直接在笛卡尔空间进行规划的一阶方法。只要机器人的末端速度是连续光滑的,那么关节速度必然是连续光滑的;当加入关节速度极限约束时,能够保证关节速度是连续的。