随着当今社会智能化水平的进一步发展,移动机器人的优势逐渐在各个领域中显现出来。全向全驱移动机器人作为全方位轮式移动机器人的一种,凭借其更加灵活的运动特性更是在移动机器人领域占据重要地位。本文针对全向全驱移动机器人系统,开展并完成了如下主要工作:首先,采用SOLIDWORKS软件设计全向全驱移动机器人的机械结构,并完成全向全驱移动机器人的虚拟装配。利用有限元分析软件ANSYS Workbench对承重部件进行静力学分析,以满足强度和刚度要求。然后给出了全向全驱移动机器人的正逆运动学方程,并具体分析了移动机器人在直线运动、定轴旋转运动和转向运动三种方式下的正逆运动学特性。之后,分析了移动机器人的动力学特性,并给出了移动机器人的动力学方程。根据运动学仿真结果,给出了移动机器人在运动轨迹曲率不同的情况下的最佳运动方式,根据动力学仿真结果,给出了本系统直行电机选型的参数指标。其次,根据全向全驱移动机器人在运动过程中需要同时控制四个直行电机的结构特性,将多电机协同控制的方法运用在全向全驱移动机器人系统中,来进一步提高移动机器人的运动性能。首先,建立了有刷直流电机的数学模型,针对单电机速度闭环控制系统,设计模糊PID控制器,使单电机系统具有超调量小,响应速度快以及抗干扰性能强等优势。针对多电机协同控制系统,利用多电机偏差耦合控制方法,设计基于模糊PI速度补偿器的偏差耦合控制器,在各直行电机受到大小不同的外界扰动时,系统各直行电机之间具有更小的同步误差。接着,针对全向全驱的独特结构,首先建立了移动机器人在直线运动、原点旋转运动和转向运动三种情况下的航位推算模型,然后,提出一种改进平方根无迹卡尔曼滤波融合算法,将航位推算和激光定位算法进行融合,解决了航位推算累积误差和传统激光匹配定位陷入局部最优解的问题,通过仿真表明,移动机器人能够获得相对更加准确的位姿数据。最后,设计了全向全驱移动机器人控制系统的三层框架结构,包括监控层、控制层和执行层,然后分别进行各框架层的控制系统硬件设计和控制系统软件设计。最后,利用本体实物,对多电机协同控制和系统定位两部分进行实验,验证了所设计控制系统的有效性。