欠驱动机械臂是指独立控制输入数目少于系统自由度的机械系统。由于减少了驱动装置，系统具有重量轻、能耗低、成本低、灵活性好等优点，受到了学者们的广泛关注。但由于系统受二阶非完整约束，相比全驱动机械臂控制难度加大。目前关于欠驱动机械臂的研究成果大多是对其位置或者姿态的单独控制。然而，随着人们对其性能要求的不断提高，同时实现欠驱动机械臂的轨迹跟踪和姿态控制将具有更大的理论意义和应用价值，而这方面的现有成果很少。　　本文以水平运动的四关节欠驱动机械臂为研究对象，利用模糊控制原理，对同时实现其轨迹跟踪和姿态控制进行仿真和实验研究。　　首先，建立了考虑关节集中质量和关节摩擦的四关节欠驱动机械臂动力学模型，并分析其模型特点和耦合特性。基于模糊控制原理设计控制器，通过主动关节和被动关节的动力学耦合作用控制末杆的位置和姿态。在常规二维模糊控制器基础上添加PID控制器，组成双模态F-PID控制，提高了控制系统的稳态性能。　　其次，利用MATLAB和ADAMS的联合仿真，对所设计的控制器进行了仿真。控制任务包括让末杆以固定姿态和变化姿态跟踪直线和圆弧。仿真结果表明:利用所设计的控制器，同时实现了水平运动的四关节欠驱动机械臂轨迹跟踪和姿态控制，且达到了较高的精度。　　最后，开发了欠驱动机械臂实验系统的上位机控制软件，进行了跟踪直线和圆弧并保持末杆姿态角度不变的控制实验。结果表明:利用所设计的控制器较好地实现了四关节欠驱动机械臂末杆位置和姿态的同时控制。仿真和实验结果的对比分析表明了控制策略的可行性和有效性。