随着我国产业结构调整和升级，电子产品、食品和医药等行业将会得到重点发展。在这些行业产品的生产过程中，存在着大量的诸如轻小物品的分拣、拾取以及包装等操作任务。这类操作重复性强，劳动强度大，效率要求高，并且食品和药品的生产过程对卫生条件要求苛刻，因此需要开发一种可用于完成上述操作的自动化设备来代替常规的人工操作。本文结合国内外应用于电子、食品和医药等行业完成拾取操作的高速机器人的研究现状，以一种可以完成高速拾取操作的并联机器人——Delta机器人为研究对象，对其运动学、轨迹规划和控制系统三方面进行了分析和研究，主要研究内容如下：（1）建立了Delta机构的三维模型和运动仿真模型。利用杆长约束条件，建立了机构的约束方程，以此为基础推导出了Delta机构的运动学正、反解模型。采用微分法，对闭环约束方程求导，得到了机构的雅克比矩阵。采用代数法，借助雅克比矩阵分析了机构各种可能的奇异位形。（2）针对Delta机器人的抓取—放置操作任务，选用S型速度曲线修正梯形加速度模式作为运动规律，分别在直角坐标空间和关节坐标空间对末端和主动臂进行轨迹规划。利用ADAMS对轨迹规划进行仿真分析，仿真结果表明：两种方式下，机器人主动臂和末端的动力特性相近，机构运动平稳。但考虑到算法实现的方便性以及控制的高效性，对于抓放操作，在关节坐标空间进行轨迹规划是优先选择的方式。（3）对于Delta机器人的控制系统，设计了“PC机+控制器+伺服系统”的开放式控制系统。通过分析基于运动学和基于动力学两种控制方法的特点，确定采用基于运动学的控制方法。研究分析了单支路控制系统的位置环、速度环、电流环以及矢量控制方式下永磁同步电机的数学模型，建立了控制系统的控制框图，为控制系统性能分析提供了模型。（4）针对Delta机器人主动臂驱动电机受到时变负载以及非线性因素干扰的情况，提出速度控制器采用模糊PI控制器来提高控制系统的性能。详细分析和设计了模糊PI控制器的知识库模块、模糊化模块、模糊推理模块以及清晰化模块等主要组成部分。在Simulink中建立了速度控制器分别采用PI控制器和模糊PI控制器时控制系统的仿真模型，并进行仿真研究。仿真结果表明：与传统PI控制相比，模糊PI控制可提高控制系统的动态性能以及抵抗负载扰动的能力。