随着中国航空工业迅速发展,飞机已经与每个人的生活息息相关,因此飞机蒙皮表面损伤带来的安全隐患备受关注。然而飞机蒙皮检测仍采用人工检查的方式,存在劳动强度大、检测效率低、漏检率高以及成本费用高等问题,此外也不能够完全保障飞机维修人员的操作安全。本文针对双框架飞机蒙皮检测机器人在飞机表面做稳定步态运动,研究了双框架飞机蒙皮检测机器人的切换策略与运动轨迹控制。首先,介绍了一种真空吸附式双框架飞机蒙皮检测机器人的机械结构以及分析了在飞机蒙皮表面的运动步态;针对该机器人的吸盘吸附系统,描述了刚性切换和柔性切换两种切换策略;根据检测机器人在飞机蒙皮表面的受力分析,建立了机器人的动力学模型。其次,根据机器人自身的特点,设计了一种基于事件驱动的切换策略。针对机器人非线性系统,研究了基于支持向量回归的自适应控制器,利用干扰上界值设计辅助变量来估计系统中的外部干扰。仿真结果表明,本文所给出的基于支持向量回归的自适应控制律可以保证存在未知干扰的机器人系统有良好的轨迹跟踪性能和鲁棒性能。然后,利用切换系统描述飞机蒙皮检测机器人整体姿态变化。针对切换系统模型,利用Backstepping方法,研究了机器人轨迹跟踪控制方法,通过公共Lyapunov函数证明了切换系统的闭环稳定。当切换系统中存在未知干扰,利用Nussbaum干扰观测器进行了有效估计,并将非线性干扰观测器和基于Super-twisting算法的干扰观测器与Nussbaum干扰观测器进行性能比较。利用平均驻留时间法证明了切换系统的闭环稳定性,仿真结果表明在未知干扰的作用下,该控制器可以保证机器人切换系统运动控制的稳定性。接着,研究了具有输入受限、外部干扰和参数未知的飞机蒙皮检测机器人运动控制方法。针对机器人系统存在的输入受限问题,利用双曲正切函数将饱和输入转化为光滑的控制输入,结合Backstepping控制方法,新增的子系统可以有效抑制输入受限对系统的影响;针对机器人系统中的外部干扰和未知参数,设计了Nussbaum干扰观测器并利用Lyapunov函数证明了切换系统的闭环稳定性,仿真结果表明了该控制器是有效的。最后,开展了飞机蒙皮检测机器人的运动控制实验研究,将机器人分别吸附于平面和斜面上进行了切换运动,对机器人的刚性切换和柔性切换两种吸盘切换策略进行了相关实验分析,验证了检测机器人切换系统的可靠性和稳定性。