移动机械臂兼具广阔的工作空间和灵活的操作能力,在科学考察、医疗服务和工业生产等诸多领域有着广泛的应用。移动机械臂是一类具有高度非线性、强耦合性和时变性的多输入多输出系统,很难建立其精确的数学模型。此外,在移动机械臂控制过程中,系统参数不确定、未建模动态以及外部扰动等问题都会对控制效果产生影响。因此,设计高精度、强鲁棒性的轨迹追踪控制器成为移动机械臂研究领域的热点问题之一。本文以全方位移动机械臂为被控对象,以自抗扰控制为主要方法,结合滑模控制与改进型扩张状态观测器,研究了在系统参数不确定与外部扰动作用情况下的全方位移动机械臂轨迹追踪控制问题。主要研究内容如下:首先,根据本文全方位移动机械臂的结构特点,推导了其运动学模型与动力学模型,并且在动力学建模中考虑到电机动态特性的影响,使该模型更具有实际应用价值。其次,针对系统参数不确定以及外部扰动作用问题,采用线性自抗扰控制算法对全方位移动机械臂进行关节空间轨迹追踪控制,并证明了该控制系统是有界输入有界输出稳定的。仿真结果验证了该控制算法的有效性。然后,针对线性自抗扰控制算法在全方位移动机械臂关节空间轨迹追踪控制方面的不足,设计一种改进型扩张状态观测器,提升了观测器估计扰动的能力。控制器设计采用滑模控制算法,提高了控制系统的鲁棒性与动态性能。基于李雅普诺夫理论,证明了该控制系统是渐近稳定的。仿真验证了该控制算法的有效性与强鲁棒性。最后,针对全方位移动机械臂关节空间控制的不足,基于操作空间对移动机械臂末端进行轨迹追踪控制。同时为了保证控制系统的鲁棒性以及避免传统滑模控制的抖振问题,控制器设计采用Super Twisting算法。基于李雅普诺夫理论,证明了该控制系统是渐近稳定的。仿真结果验证了该控制器的有效性。