随着现实中工作复杂性的提升,传统单轮式移动机器人系统已无法满足人类的需求,多轮式移动机器人协同作业已经成为了未来发展趋势。轨迹跟踪和编队控制是多移动机器人协同控制领域内两个研究热点,受到国内外学者广泛关注。目前,有关轨迹跟踪控制问题的大多数研究成果只考虑了渐进跟踪收敛的情况,意味着无法知道准确的轨迹跟踪收敛时间,导致多轮式移动机器人系统的有限时间轨迹跟踪控制问题还没有得到很好的解决;针对系统无全局信息情况下的多轮式移动机器人系统的编队控制问题,本文采取一种分布式控制方式,极大地降低了通信成本,增强了编队系统的灵活性与鲁棒性。本文主要研究工作安排如下:首先,针对轮式移动机器人运动系统进行建模与分析。基于非线性系统理论和非完整约束系统的相关知识,重点对轮式移动机器人这种典型的非完整约束系统的运动系统进行较为全面的数学建模,推求得到了其运动学模型和动力学模型。然后,研究了多轮式移动机器人系统的有限时间轨迹跟踪控制问题。根据机器人的运动学和动力学模型,利用分层控制思想,开展有限时间控制器-估计器轨迹跟踪控制算法研究与设计,重点考虑了系统内的有界外部干扰和参数不确定性问题。最后,研究了在系统无全局信息情况下的多轮式移动机器人系统的分布式编队控制问题。文中采用基于领导-跟随者的方法（leader-following-based approaches）构建了Leader-Follower编队模型,并利用有向代数图规划了编队中机器人之间的相互关系。采用分布式控制策略,提出了一种分布式编队控制算法。本文通过MATLAB软件仿真平台验证了上述控制算法的有效性和鲁棒性。与相关的研究成果比较,所设计算法具有更快的收敛速率,更好的稳定性,其分层控制框架从本质上降低了控制算法设计过程的复杂性。