巡检机器人是一种典型的移动机器人,随着应用场景复杂度的增加和运行中不确定因素的增加,巡检机器人的控制应更加精准,其中姿态控制是巡检机器人工作的关键。本文为了提高巡检机器人的控制性能,建立巡检机器人控制模型,利用滑模变结构控制方法设计了相应控制器,实现巡检机器人的姿态控制和轨迹控制。第一,针对所设计的巡检机器人,结合机器人的运动学模型和动力学模型,重建了机器人的控制模型,采用巡检机器人驱动轮电枢电压为输入控制量,对机器人的速度和角度进行控制,其中,速度和角度可以拆分成两个独立的控制子系统,简化了控制器的设计方法。在实际应用中,驱动轮电枢电压可利用PWM进行调节,具有良好的物理可实现性。在此基础上,设计了双闭环轨迹控制系统,完成了巡检机器人的轨迹跟踪。第二,考虑实际运行中巡检机器人存在多种不确定性扰动,对系统的稳定运行造成不良影响,例如,电枢电压波动所产生的不确定性扰动。为了提高系统对扰动的鲁棒性,采用等效滑模控制方法设计姿态控制器,采用Lyapunov稳定性分析方法对系统的稳定性进行了证明,实现有扰动情况下的巡检机器人姿态和轨迹控制。第三,由于等效滑模控制方法在系统到达滑模面时会产生抖振现象,并且响应速度并不高。因此,结合二阶滑模控制理论和全局快速Terminal滑模面,提出了基于全局快速Terminal滑模面的二阶滑模变结构控制方法,可进一步提高系统的响应速度,并有效抑制滑模抖振。论文采用仿真实验验证了所提方法的有效性。