随着科技的进步，机器人的应用已涉及到社会生活的各个领域。然而，人类距离“万能机器人”的目标还相距甚远。当前的机器人系统都是针对功能需求开发，只能完成某类特定的任务，具有一定的局限性。因此，给定机器人系统任务后，首先需要判断当前机器人系统是否能够完成指定任务。对于可完成的任务，则进一步求解实现任务的方案；对于不可完成的任务，则要对机器人系统无法完成任务的原因进行分析，针对原因设计转化方案将任务转化为可完成。此外，对机器人系统任务可完成性的研究将为多机器人系统的任务分配提供重要的参考依据。在进行任务分配时，首先匹配多机器人系统中能够完成给定任务的单个机器人，然后根据所给定的性能指标选择性能最优的机器人完成指定任务，实现系统资源的合理配置。本文的研究工作围绕以上问题展开，所取得的成果和结论主要体现在以下几个方面：(1)提出基于表征空间的机器人系统任务可完成性评价框架表征空间法的基本思想是将机器人执行任务的过程视为表征空间中机器人状态的变迁过程。选择能够完全表征当前机器人系统以及给定任务的状态变量建立表征空间模型，将机器人的起止状态映射为表征空间中的初始点和目标点。根据机器人受到的各种内外部约束将表征空间分为可达区域和不可达区域。若起止点均位于可达区域内且可达区域内存在二者的连通路径，则该机器人系统能够完成给定任务。通过路径搜索可求解出实现任务在给定性能指标下的最优解。否则，需确定影响任务无法完成的根本原因，针对性地设计转化方案将任务转化为可完成，并求解任务转化的临界条件及转化代价。当存在多个有效的转化策略时，本文还提出了在给定代价函数下不同转化策略间的比较方法。(2)机械臂路径规划任务可完成性分析分别考察了机械臂在单个障碍约束、多个障碍约束和多种内外部约束情况下的运动规划任务可完成性。在单障碍物环境中，当任务无法完成时，给出了设计转化策略的一般步骤以及判断转化策略是否有效的方法，特别地，当存在多个有效的转化策略时，提出了方案选择的标准。对于多障碍物环境中的路径规划，分析了不同障碍物对任务可完成性的影响，为转化方案的设计提供依据。最后，分析了当机械臂受到多种内外部约束情况下运动规划任务无解的原因及转化策略的设计方法。(3)车型移动机器人泊车任务可完成性分析通过三个泊车任务仿真实例分析，提出了当由于系统终止状态不可达造成任务无法完成的一般性转化策略——最近邻策略。(4)可重构模块化机器人的构形设计采用表征空间法指导可重构模块化机器人的构形设计，即判断模块化机器人在当前构形下是否能完成指定的任务。