月球探测近年来一直是国内外研究的热点问题,月球车作为探月媒介起着十分重要的作用。考虑到能源、通信、安全等问题,月球车要在月球上安全到达指定地点完成一系列的科学考察任务,必须要能够找到一条无碰路径并进行精确追踪。本文研究了月球车的自主路径规划和轨迹跟踪控制两方面问题。对月球车的自主路径规划问题的研究基于栅格算法。已有的栅格寻径算法找到的结果路径往往有过多不必要的曲折往复,扩展了很多不必要的节点,导致时间、内存和能源的浪费；并且没有对针对地图的特点作相应处理。针对上述问题,本文提出了一种基于Theta*算法的Block-Guided Theta*(BG Theta*)算法,该算法以一种更具启发性的方式选择适当的节点进行扩展,从而大大减少了需要扩展的节点数目,降低了路径的曲折度,同时也使得时间、内存和能源的消耗更少。BG Theta*在障碍较少的区域中可以取得更好的寻径效果,对于研究月球车在广阔而平坦的月海区域的路径规划问题有一定的参考价值。实验部分将BG Theta*与几种常用的栅格寻径算法进行了对比,说明了BG Theta*可以更高效地找到更短的路径。对月球车轨迹跟踪控制部分的研究基于离散控制。数字控制情况下的月球车轨迹跟踪控制系统是一个离散控制系统,本文结合月球车轨迹跟踪控制的具体实例,考虑采样干扰、传输延迟以及控制能源限制,基于二次型最优控制,提出了一种轨迹跟踪控制器及控制周期的综合设计方法,进而应用于所研究实例并使受控系统的整体性能得到优化。通过与经典最优控制算法所得控制器的性能对比,仿真验证了方法的正确性和有效性。这部分的研究对月球车轨迹跟踪控制器设计及控制周期的选取有一定参考价值。文章最后总结了前两方面的研究成果,并对进一步的工作提出了展望。