钢箱梁广泛应用于大跨径钢结构桥梁建设。钢箱梁喷砂除锈防腐预处理为钢桥梁施工建设重要环节,直接影响钢桥面使用寿命。现有天车式除锈设备体积庞大,需要安装在特定喷砂场房中喷砂作业,难以满足钢箱梁流动施工需求;爬壁式喷砂机器人承载能力较弱,对待喷工件表面平整度要求较高,难以应用于存在U型肋等复杂曲面的钢箱梁喷砂除锈作业。因此,本课题组基于Stewart并联结构自主研制一种钢箱梁喷砂除锈并联机器人,由并联操作机构、升降机构以及移动平台等构成,具有刚度高、承载能力强、可移动性好等优点,可以实现任意移动、自由升降、六自由度位姿精准运动操作等。由于喷砂除锈并联机器人为非对称结构,且在进行除锈作业时,需要升降机构配合Stewart并联操作机构与末端喷枪完成对不同高度钢箱梁面的喷砂作业,因此喷砂除锈并联机器人移动平台质心随其运动状态而改变。此外,喷砂除锈并联机器人移动平台行走于钢砂堆积路面,易受车轮碾压形成堆积地形,从而遭受地形阻力等外界干扰影响。超螺旋滑模控制在保持一阶滑模鲁棒性的同时,能较好抑制滑模控制抖振,且相对于其他高阶滑模具有所需滑模变量高阶导数信息较少的优点,但存在趋近阶段不具有鲁棒性以及切换增益过估计问题。为此,本文以喷砂除锈并联机器人移动平台为研究对象,着重研究建立考虑质心变化的喷砂除锈并联机器人移动平台动力学模型,并研究提出一种基于双闭环控制结构的自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制算法,以实现移动平台在质心变化情况下的高性能跟踪控制。本文完成的主要工作如下:（1）完成喷砂除锈并联机器人移动平台运动学分析与考虑质心变化的移动平台动力学建模。选取移动平台两后轮轴中点作为移动平台在世界坐标系下的轨迹跟踪参考点,以轨迹跟踪参考点坐标作为移动平台在世界坐标系中广义位姿向量的位置坐标分量,采用几何分析法对移动平台进行运动学分析,推导出移动平台线速度v以及轨迹曲率导数（?）与世界坐标系中广义速度q的关系;根据移动平台质心速度与轨迹跟踪参考点速度关系建立质心速度方程,采用Lagrange建模法对质心变化移动平台进行动力学分析,研究建立考虑质心变化喷砂除锈移动平台动力学模型。（2）提出一种基于双闭环控制结构的变质心喷砂除锈并联机器人移动平台自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制方法。设计该双闭环控制结构中的外环控制器为反步滑模虚拟速度控制器,内环控制器为动力学变质心喷砂除锈并联机器人移动平台自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制器,其中外环虚拟速度控制器为内环动力学超螺旋滑模控制器提供期望速度输入信号。首先,基于移动平台运动学模型与轨迹跟踪动态误差方程,采用反步法并结合双曲函数滑模趋近律,设计反步滑模虚拟速度控制器。其次,针对移动平台动力学超螺旋滑模控制趋近阶段不具有鲁棒性的问题,设计一种全局滑模面,以消除趋近阶段,保证控制系统具有全局鲁棒性;最后,针对超螺旋滑模控制增益因为系统不确定性上界信息未知而保守选取引起的增益过估计问题,设计一种切换增益自适应律以有效避免执行器饱和,同时改善系统动态性能。采用Lyapunov稳定性定理证明变质心喷砂除锈并联机器人移动平台自适应全局鲁棒超螺旋滑模控制系统的稳定性。通过将基于变质心移动平台动力学模型所设计的改进超螺旋滑模控制方法与基于未考虑质心变化模型所设计的改进超螺旋滑模控制方法进行仿真对比,仿真结果表明了建立移动平台变质心动力学模型的必要性;通过将基于变质心模型所设计的改进超螺旋滑模控制方法与基于变质心模型所设计的未改进超螺旋滑模控制方法进行仿真对比,仿真结果表明了所提控制方法对提升系统鲁棒性和改善系统动态性能的有效性。（3）完成基于喷砂除锈并联机器人样机的移动平台轨迹跟踪控制实验研究。采用“上位机（IPC-610L）+下位机（CK3M）”的分布式计算机控制系统,构建喷砂除锈并联机器人移动平台的实验平台,并基于该实验平台完成变质心喷砂除锈并联机器人移动平台轨迹跟踪控制实验,实验结果进一步验证了所提控制方法的有效性与优越性。