武汉东湖深隧项目,是我国首条城市深层污水传输隧道,也是武汉市政排水系统的重要组成部分。武汉东湖隧道需要定期进行管道安全检查,由于管道长度大,洞内环境恶劣,而且不能中断污水输送,导致人工下水检测具有高度危险性,因此迫切需要一款专用于污水隧洞检测用的水下机器人。该隧洞机器人以污水隧道内可能产生的裂缝,破损以及淤积检测为目标进行设计。在深隧复杂的环境以及大流速等条件下,要实现机器人稳定的运动控制,需要研制出相应的控制系统,对运动姿态与轨迹误差进行严格的控制。本文针对以武汉东湖深隧的应用需求为背景,针对污水隧洞检测机器人控制系统进行研究,充分考虑深隧管道的特殊环境的影响,并根据隧洞机器人运动需求,设计隧洞机器人姿态控制器。首先对武汉东湖污水隧道的作业环境和检测需求进行分析,调查国内外相关机器人的发展现状以及关键技术现状。针对武汉大东湖污水隧道的实际情况与需求,通过对机器人在污水隧道运行状态进行受力情况分析,建立隧洞机器人基于管道状况下的数学模型。其次针对隧洞检测机器人的作业运动需求,学习水下机器人的相关控制算法,在保证隧洞机器人控制精度的前提下,选择相对精简的运动控制算法,以减轻对控制板卡的计算负担。因此首先设计隧洞机器人PID控制算法。并针对隧洞机器人运动模型进行仿真,仿真效果显示难以达到实际需求;然后设计隧洞机器人滑模控制器并进行仿真验证,仿真效果达到项目需求,但普通滑模控制具有抖振问题,因此采用模糊控制思想对滑模控制的抖振问题进行抑制。设计一款模糊逻辑在线调整滑模控制的模糊滑模控制方法,对隧洞机器人进行运动轨迹控制。再次对隧洞机器人整体进行规划,进行机器人的各个组件进行选型与设计,完善隧洞机器人的组成部分,为下一步隧洞机器人下一步开发工作做准备。最后,根据现有条件及设备,搭建隧洞机器人控制算法模拟验证平台。在等比例模型上进行隧洞机器人控制算法验证。并对隧洞机器人进行运动轨迹和转速和动作控制进行实验,试验结果表明,本论文设计的隧洞机器人运动控制效果良好,预期能够满足项目使用需求。