随着机械电子、计算机、控制论等学科的发展,移动机器人技术也实现了飞速的提升,无论是农业生产,还是工业工作,移动机器人都在发挥着不可替代的作用。轨迹跟踪控制作为移动机器人完成既定任务的一项基础技术,一直受到国内外学者的广泛关注。本文基于移动机器人运动学模型和动力学模型,利用非线性系统反演控制设计方法设计了两种运动学轨迹跟踪控制器和一种动力学轨迹跟踪控制器,期望在完成移动机器人轨迹跟踪的同时,提升移动机器人的轨迹跟踪品质。主要工作包括:首先,根据移动机器人运动学系统状态空间方程,通过构造虚拟反馈变量,选取系统Lyapunov函数,采用反演法的思想设计了一种移动机器人运动学轨迹跟踪控制器;其次,为进一步提升所设计的运动学轨迹跟踪控制器的品质,引入一种非线性函数,设计出一种新型轨迹跟踪控制律,由于引入的非线性函数的非线性优点,此控制律能够使得轨迹跟踪具有更快的过渡过程;最后,基于移动机器人的动力学模型,为了补偿系统线速度误差变化和角度误差变化的非线性因素,引入一类近似势能函数,以此函数为基础来构造Lyapunov函数,利用反演法设计了移动机器人动力学轨迹跟踪控制律,此控制律使得轨迹跟踪在具有更快过渡过程的同时,也具有更好的稳定性。对上述所提出的三种控制律形成的闭环系统,应用Lyapunov直接方法对其进行了渐近稳定性分析,分别证明了移动机器人运动学闭环系统的局部渐近稳定性和移动机器人动力学闭环系统的全局渐近稳定性;使用数值仿真与文献的控制方法进行对比验证,结果表明所设计控制律可以在有效完成移动机器人轨迹跟踪的同时,提升移动机器人的轨迹跟踪品质。