针对一组观念化的机器人模块集合,提出可重构模块机器人构形的数学描述方法,建立了可重构模块机器人的运动学和动力学模型,提出基于模拟退火遗传算法的逆运动学位置问题、姿态问题和位姿问题的最优化方法;分析动力学方程中的一组迭代方程,采用延时信息流动的方法把系统的动力学模型分解为若干个动力学子系统,针对子系统动力学提出基于模型分解算法的分布式自适应滑模控制方法;考虑到故障的局域性,提出基于模型分解算法的分布式故障诊断方法;提出基于关节模块局部信息的可重构模块机器人自适应模糊分散控制方法;对于关节模块速度信号不可测的情况,提出基于高增益观测器的关节模块自适应模糊输出反馈控制方法;针对执行器故障提出可重构模块机器人被动容错控制方法,基于模糊系统的通用逼近属性设计间接和直接自适应分散容错控制律。