焊接技术的自动化、柔性化和智能化是提高焊接质量、提高生产效率、降低制造成本的保证。采用机器人焊接已经成为焊接技术自动化的主要标志。移动焊接机器人灵活性高、活动范围广，在大型构件的焊接生产中具有良好的应用前景。但是移动焊接机器人具有非完整约束，而且在运行过程中不确定性因素多，影响其在复杂环境或高精度焊接作业中的应用。本文从运动学和动力学出发，考虑不确定性因素的影响，设计了焊缝跟踪控制器，以期提高移动焊接机器人的鲁棒性，从而提高焊接质量。 　　本文以基于视觉管道环焊机器人为研究对象，主要完成以下几方面内容： 　　1 基于状态空间法建立了移动焊接机器人的运动学方程。基于 Lagrange 法建立了移动焊接机器人的动力学方程。 　　2根据建立的运动学和动力学模型设计运算法则。在移动焊接机器人控制器设计中引入非完整约束条件来限制横向滑动的大小，避免转动瞬心的坐标超出机器人的轴距，以保证机器人的稳定性。基于运动学振荡器的构想，设计运动学控制法则；考虑不确定动态参数的影响，采用backstepping算法推导动力学控制法则。根据Lyapunov稳定性判据验证控制算法的稳定性。应用MATLAB仿真，结果表明所设计的控制算法是稳定、收敛、有效的。 　　3以移动焊接机器人的动力学模型和设计的动力学控制法则为基础，设计了基于单层神经元的移动焊接机器人自适应控制器。采用Lyapunov稳定性判据判定该系统稳定。用MATLAB 软件进行了仿真实验和比较，结果表明，在条件完全相同的情况下，加神经元的控制器具有更好的抗干扰性和鲁棒性，同时还说明了所设计的算法的有效性和正确性。