移动机器人是集合环境感知、定位、控制决策等于一体的综合性系统,主要涉及机械、电子、计算机、自动控制等多门学科,是目前研究课题中的一个热点。移动机器人的用途十分广泛,现主要用于军事探测、道路检测、仓库搬运、智能家居以及娱乐等多个方面。移动机器人的环境感知系统主要由超声波传感器和电子罗盘计组成,为移动机器人提供障碍物距离和航向角度信息。利用强反射特性,超声波的测距原理采用的是时间差测距法；磁通门罗盘根据指南针的原理,通过产生的二次谐波分量对航向角度进行估计。将超声波传感器与电子罗盘合理地配置于不同的位置点,即可对移动机器人周围的环境进行检测。由于超声波的指向性较差,这里需要对多个超声波传感器返回的距离值进行信息融合,并根据融合结果,系统将行驶环境划分为有障和无障两种模式。目前,最常用的驱动机构为双轮差分驱动式移动机器人。它的优点是：结构简单,反应灵敏且易控性强。本文理论地分析了该种机构的运动学模型,并在此基础上阐述了航姿推算定位法,为未知环境下机器人的行为决策奠定了基础。模糊控制不需要对被控对象建立数学模型,且自适应能力和鲁棒性强,常被用于基于行为控制的移动机器人。PID算法原理简单,但容易产生超调,因而对于非线性和时变系统难以实现精确控制。若采用模糊自适应PID控制,可根据环境的不同在线整定PID参数,从而消除超调现象,使移动机器人满足系统对自适应性和鲁棒性的要求。本文对模糊控制和模糊自适应PID控制算法进行了理论分析,并根据环境模式的特点,提出了有障模式下的模糊控制和无障模式下的模糊自适应PID控制的方案。然而,由于控制算法的局限性,当遇到特殊地形时,移动机器人无法实现目标趋近行为。本文对U型陷阱和障碍物附近的目标点趋近两类问题进行了探讨,分别通过设置“虚拟目标点”和“距离放大法”解决了此两类问题。最后,本文对控制系统结构进行了总结,阐述了基于MATLAB GUI的移动机器人控制仿真平台的设计原理；对移动机器人的路径规划进行了仿真研究,并给出了合理地解释。仿真结果表明,在非结构化的未知环境下,系统响应速度快,抗干扰能力强,成功实现了从起点到静态目标点的安全行驶。