根据国家“加快煤矿智能化发展”的战略部署,构建安全、绿色、高效、智能的掘进机器人系统,提升我国掘进装备的智能化水平成为了现阶段的重要目标。目前,国内外研究者对巷道定向掘进技术进行了大量研究,由于井下复杂环境、围岩压力不均、掘进装备定位不准所导致的掘进偏航问题仍然存在,因此对掘进装备精确定位与纠偏控制研究可以推动巷道定向掘进技术的发展,对于巷道掘进质量和效率的提升具有重要意义。论文针对护盾式掘进机器人系统掘进方向控制难题,通过对比现阶段国内外掘进装备纠偏控制方法,提出了一种基于系统位姿与油缸行程负反馈的纠偏控制方案,该方案采用“全站仪+惯导”的组合定位方法测量系统位姿,结合拉绳传感器测量油缸行程,构建巷道掘进纠偏控制系统,对护盾式掘进机器人系统的位姿进行动态调整,以实现护盾式掘进机器人系统的纠偏控制。针对煤矿井下掘进装备位姿调整过程中存在的精确定位难题,研究了一种“全站仪+惯导”的组合定位方法,采用全站仪测量技术,研究单棱镜定位原理,建立系统位姿解算模型,利用向量夹角的姿态解算算法计算出全站仪坐标系下系统位姿,结合惯导测量的系统位姿,经过数据融合提高位姿测量数据可靠性,根据系统位姿解算模型,进行坐标转换,得到巷道坐标系下系统位姿,从而实现护盾式掘进机器人系统的精确定位。针对护盾式掘进机器人系统纠偏调整控制难题,研究了一种油缸行程精确控制方法,分析了系统纠偏控制机理与控制策略,得到纠偏控制的实质是对伸缩油缸行程的精确控制,建立系统位姿纠偏控制模型,推导出系统纠偏量与伸缩油缸行程控制量间的数学公式,根据位姿偏差进行纠偏轨迹规划,采用PID控制算法对伸缩油缸行程进行精确控制,利用油缸行程差实现护盾式掘进机器人系统的纠偏调整。最后,搭建护盾式掘进机器人系统位姿测量实验平台,进行位姿测量精度验证;搭建护盾式掘进机器人系统纠偏控制实验平台,对纠偏性能进行验证。实验结果表明:“全站仪+惯导”的组合定位方法的定位精度达到了设计要求,在位姿测量的基础上,根据偏差大小对油缸行程进行精确控制,实现了护盾式掘进机器人系统纠偏控制功能,满足巷道定向掘进的要求。