机器人足球涉及数字图像处理、模式识别、机器人控制、人工智能、多智能体协作等诸多领域,既是这些领域的研究热点,同时也是难点。中型组足球机器人比赛(Middle Size League)作为机器人足球世界杯(RoboCup)的重要组成部分,为运动控制系统相关理论和技术的研究提供了一个标准的测试平台。本文针对RoboCup中型组三轮全向驱动足球机器人的控制算法进行了研究。首先,建立了三轮全向足球机器人的多种非线性系统模型,并分析了基本运动特性。其次,在分析控制任务的基础上,选择基于运动学模型的分层控制作为机器人系统的控制方案。同时设计了以“笔记本电脑+DSP多轴驱动卡+驱动器”为实现方式的运动控制系统和基于桥式驱动电路的三轮全向足球机器人驱动系统。再次,为了验证底层运动控制系统的可行性,在证明系统状态完全能控的基础上,设计了基于误差累积因子的论域自调整模糊控制算法,仿真及实验结果表明该控制算法合理、可行、有效。最后,根据控制任务的要求,设计了基于动态反馈线性化的轨迹跟踪控制算法。仿真实验表明该算法能使机器人快速、准确地跟踪期望轨迹,满足了RoboCup中型组机器人在比赛时对轨迹跟踪控制的要求。另外,本文根据机器人足球比赛的实际要求,提出了一种基于纯滚动理论的直线行走方法,可以使机器人实现复杂的动作,具有现实意义。