随着大型飞行结构的发展与应用,漏气检测不仅是制备后期的主要工序,也是后期设备维护的主要内容。由于大型飞行器的囊体表面积巨大,为了尽快完成检漏任务,必须投入大量的人力或者时间。因此,大型充气结构的检漏已经成为影响其发展和应用的瓶颈问题,开展高效高精度的大型飞艇结构自动化检漏技术研究是临近空间飞行器领域中亟待解决的关键问题。本文第二章针对囊体结构表面漏气检测的需求,设计了可以在囊体表面稳定吸附、移动和实现循迹检测功能的自主检测机器人。采用视觉方法捕捉到机器人视场中的焊缝特征,并得到焊缝的左右边缘线,计算焊缝中线与机器人几何中心的距离并将其作为跟踪焊缝误差。为实现对囊体焊缝的循迹功能,本文为机器人的功能实现选择了合适的图像传感器、直流减速电机、STM32开发板等主要硬件,设计软件实现了机器人视觉捕捉囊体焊缝、以及测量驱动轮转速的功能。本文第三章研究了自主检测机器人跟踪焊缝误差的控制方法。建立了以机器人跟踪焊缝误差为输出、以跟踪焊缝误差的二阶导数为输入的被控对象,并针对该被控对象设计了状态反馈预测控制器。跟踪焊缝误差的二阶导数与两个驱动轮转速和机器人相对焊缝中线偏转角度有关,基于上述关系通过系统控制输入解算出驱动轮的指定转速。根据机器人驱动轮的指定转速,本文第四章采用数字PID控制器设计了电机转速调节的子系统,并基于李雅普诺夫稳定性理论,为电机转速调节模型设计了利用输入输出描述的模型参考自制应控制系统,增强了电机在阻尼系数慢时变和突变时的鲁棒性,也增强了自主检测机器人在带有变化曲率、柔性材质的囊体表面移动的可靠性。