本课题设计了一种用于管道槽口尺寸高精度检测的履带式管道机器人控制系统,机器人在具有严重油污的特殊构型管道环境内可以实现长距离槽口尺寸检测和数据匹配定位。管道机器人的应用较多,而目前还没有用于槽口尺寸长距离高精度检测的移动管道机器人,本课题通过对大量管道槽口检测实验,优化了检测机器人结构,设计了管道检测机器人的控制系统。本文在分析了管道机器人的研究现状,橡胶摩擦学和机器人示踪定位的基础之上,紧密围绕管道槽口尺寸高精度检测这一设计任务,从保证机器人位姿精度,数据采集精度和位置定位精度三个方面对机器人的动力学和机械结构,硬件电路系统,软件控制系统和示踪定位进行了研究。本课题对管道检测机器人控制系统设计的主要工作如下1)改进了管道检测机器人原型样机,并对两版本机器人结构和性能做了比较。对机器人橡胶履带与钢质管道接触的摩擦学进行了研究,提出了油润滑下橡胶钢板摩擦学模型。对管道检测机器人进行了动力学建模,通过ADAMS对机器人位姿精度进行了仿真。2)设计了管道检测机器人高精度检测的AD采集电路,CAN总线通信电路,电机控制电路,编码器微动开关数据采集电路等硬件电路。3)设计了管道检测机器人的基于MFC的上位机软件和下位机各模块以及CAN总线通信程序。提出了多传感器数据融合的基于绝对位置参考的机器人示踪定位方法,并对满足机器人数据匹配定位精度的条件进行了约束。4)测试了管道检测机器人的各项性能并分析了测试结果。