该文对冗余自由度机器人的局部优化、全局优化及容错控制进行了深入、系统的研究,此外还介绍了飞行机器人的初步研制过程:首先,对冗余度机器人局部优化控制的基础理论进行新探讨,为冗余度机器人优化算法建立控制模型.基于新的算法结构,提出以冗余关节为状态变量的优化控制算法.为克服冗余关节选取困难及运动奇异的问题,提出以自运动变量为状态变量的改进优化控制方案.提出了一种性能函数的新结构,在多性能指标的综合方面,讨论了加权系数的确定,提出归一化方法,使各类性能指标函数达到量纲和数量级上的统一.在冗余度机器人全局优化方面,通过引入自运动变量,将冗余度机器人全局估化问题转化为一个以自运动变量为状态变量的最优控制问题,大大简化了全局优化的建模和求解过程,实现了冗余度机器人全局优化的在线控制.在冗余度机器人容错控制方面,讨论了利用关节锁定、关节速度饱和限制、关节力矩限制等方法进行容错控制的方案,提出一种将实测关节值与理想关节值的误差引入性能函数的容错控制方法.提出了一类仅受冗余参数控制的容错能力新性能指标,较以往容错性能指标更能有效提高冗余度机器人容错能力.最后,该文研究了一种飞行机器人的实现途径,并初步研制出一台飞行机器人样机.