随着海上丝绸之路国家政策的提出,海上风电、核电等能源开发已逐渐发展成为我国的战略性新兴产业,也使得相关设备的检测和维护需求与日俱增。由于海上风电设备所处的特殊环境,传统的人工检测方式存在巨大的安全隐患,因此急需研制一种适用于海上风电塔桩的检测机器人综合系统。为了保证检测作业的质量和效率,需要合适的控制方法来解决系统出现的干扰和误差,以使海上风电塔桩检测机器人能够准确按照给定轨迹路线运动。本文针对海上风电塔桩检测机器人在轨迹跟踪过程中发生“打滑”现象,提出一种基于滑移误差抑制和滑转误差补偿的轨迹跟踪控制策略,为海上风电塔桩检测机器人的自主化和智能化发展提供参考意义。研究海上风电塔桩检测机器人轨迹跟踪控制相关基础理论。论文以塔桩检测机器人为研究对象,利用非完整约束系统特点,建立塔桩检测机器人运动学和动力学模型。通过仿真软件求解塔桩检测机器人吸附磁力的调节范围,并根据磁力测试实验数据验证仿真结果。研究塔桩检测机器人的驱动轮在水下环境中的摩擦机理,对比不同转速和吸附力条件下的滑转摩擦系数的仿真结果,分析影响滑转摩擦的主要因素变量。提出考虑滑转摩擦的塔桩检测机器人轨迹跟踪控制策略。推导塔桩检测机器人驱动轮的滑移率和滑转率计算方法,开展塔桩检测机器人滑移抑制和滑转识别研究。利用塔桩检测机器人的位姿误差模型,完成自适应轨迹跟踪控制器设计。仿真结果表明,该控制策略在解决塔桩检测机器人滑移和滑转误差方面的可行性和有效性。利用模型预测控制方法,解决本文所提出的轨迹跟踪控制策略导致的执行器饱和约束问题。结合塔桩检测机器人的运动学和动力学模型,设计一种基于非线性模型预测的双闭环轨迹跟踪控制系统,并证明了系统的递归可行性和稳定性。采用事件触发机制改进模型预测中的优化问题的求解算法,节约了模型预测控制中的计算成本。仿真结果表明,基于事件触发的改进算法对系统的实时性提升效果显著。设计塔桩检测机器人控制系统,进行塔桩检测机器人轨迹跟踪实验验证。搭建岸上、水下控制子系统和水下检测模拟环境,并完成塔桩检测机器人的执行器饱和约束条件测试和轨迹跟踪实验,验证了本文所提出的轨迹跟踪控制策略的有效性和先进性。