1、移動機械臂因廣闊的工作空間和靈活的操作能力而具有潛在的應用前景，近年來已引起國際學術界和工業(yè)界的高度重視。而移動機械臂是時變、強耦合的非線性系統(tǒng)，其運動過程中受到非完整性約束，實際的控制系統(tǒng)又受到參數(shù)不確定性、外擾動和未建模動態(tài)等因素的影響，其運動控制問題相當困難。另外，隨著移動機械臂的任務不斷趨向復雜化，對控制精度和運動控制范圍提出更高的要求。因此，研究這類系統(tǒng)的大范圍非線性控制問題有十分重要的理論價值和實踐意義。
　　微分幾何

2、方法可在全局意義下精確實現(xiàn)系統(tǒng)的線性化和解耦問題，實現(xiàn)系統(tǒng)的大范圍分析和綜合。但是，由于抽象的微分幾何理論缺乏面向非線性控制的系統(tǒng)理論，且它必須依賴于系統(tǒng)的精確數(shù)學模型，這嚴重制約了它在實際工程中的廣泛應用。本文在系統(tǒng)總結微分幾何方法的基礎上，采用微分幾何方法和滑模變結構控制相結合的非線性控制策略，實現(xiàn)了移動機械臂軌跡跟蹤控制。仿真結果表明，這種策略既提高了系統(tǒng)的魯棒性和控制精度，又解決了非線性系統(tǒng)滑模面不易構造的難題。
　　本文

3、首先系統(tǒng)地總結了面向非線性控制應用的微分幾何基本理論，討論了非線性系統(tǒng)精確線性化和解耦控制的充要條件，給出系統(tǒng)精確性化和解耦問題求解的具體步驟。然后利用非完整系統(tǒng)理論和Lagrange建模方法建立了移動機械臂的統(tǒng)一數(shù)學模型，并分析了系統(tǒng)的可控性。
　　其次，通過兩次構造非線性反饋律和微分同胚，利用微分幾何控制方法實現(xiàn)了移動機械臂的輸入輸出精確解耦，并用零動態(tài)分析了系統(tǒng)的內部動態(tài)品質。在解耦線性化的基礎上，設計了PD軌跡跟蹤控制器，

4、利用S函數(shù)建立了可移植性強、適合于時實動態(tài)仿真的移動機械臂控制系統(tǒng)仿真模型，并仿真分析了PD跟蹤控制效果和系統(tǒng)的魯棒性。
　　最后，針對系統(tǒng)魯棒性差和滑模變結構控制的抖振問題，提出了兩種改進方案，即基于改進趨近律的滑模變結構控制和基于動態(tài)切換函數(shù)的動態(tài)積分滑模變結構控制。仿真結果表明，它們很好地實現(xiàn)了移動機械臂的軌跡跟蹤控制，且在動力學參數(shù)攝動+40％和未建模動態(tài)及外擾動兩種情況下，系統(tǒng)的魯棒性強較PD跟蹤控制強很多，并削弱了控制