轮式移动机械臂相比传统的工业机械臂具有更强的作业灵活性,能够完成各类复杂的作业任务。但轮式移动机械臂也具有移动机器人普遍存在的运动稳定性这一关键问题。目前移动机器人运动稳定性判断理论已有成熟的研究成果,能够准确地对未发生失稳的轮式移动机械臂的运动稳定状态进行判断。同时,有众多的学者基于这些运动稳定性判断理论提出了诸多轮式移动机械臂的稳定运动控制方法。但这些方法将研究的重点集中在稳定状态下的轮式移动机械臂对倾覆的预防,未对处在失稳状态下的轮式移动机械臂失稳恢复控制方法进行深入的研究。为此,本文对轮式移动机械臂处在失稳状态时的运动状态分析方法,以及轮式移动机械臂失稳恢复控制的方法进行了研究。本文使用三维双摆杆变摆长倒立摆模型3D-DLVIP对轮式移动机械臂进行了等效简化建模,并使用该模型对其运动稳定状态进行判断。使用二维双摆杆可变摆长倒立摆小车模型DLVCIP对非稳定状态下的移动机械臂进行了等效简化建模,利用DLVCIP分析轮式移动机械臂非稳定状态下的运动行为规律。通过DLVCIP的动力学方程对其动力学特性进行了分析,并总结了DLVCIP的动力学特性规律。通过动力学仿真验证了DLVCIP的动力学特性规律。基于滑模变结构控制方法,设计了行为与DLVCIP的动力学特性规律相符合的DLVCIP一级摆杆摆角控制器DLVCIP-SLMC。建立了轮式移动机械臂两种失稳状态下与DLVCIP之间的运动学映射关系,基于DLVCIP-SLMC设计了轮式移动机械臂的失稳恢复行为控制器WMM-TRC。结合机械臂的自运动,得到了能够兼顾轮式移动机械臂作业任务的WMM-TRC-Null。通过动力学仿真评价了WMM-TRC、WMM-TRC-Null用于轮式移动机械臂失稳恢复控制的效果,实现了轮式移动机械臂在足以使其发生失稳的外力干扰作用下的稳定移动控制。仿真结果验证了本文所提出的轮式移动机械臂失稳恢复控制方法的有效性。本文提出的方法能使轮式移动机械臂获得一定程度的失稳恢复能力,在现有轮式移动机械臂稳定运动控制方法的基础上进一步提升其稳定运动的能力。