变电站巡检的主要目的是实时检测变电站各设备运行情况和现场工作情况,并把相关信息反馈给变电站管理部门,减轻工作人员负担,使变电站的运行更加安全可靠。本文根据变电站巡检需求设计了一款二轮差速驱动巡检机器人,并对其控制系统进行研究。论文的主要工作如下:首先,根据变电站巡检需求对机械结构进行了优化比较,设计实现了机械结构,并对巡检机器人的自动充电装置和防水结构进行了设计,使其能够持续完成巡检任务并适应变电站复杂的气候环境。其次,设计了巡检机器人的控制系统,其中包括整体架构、总体设计和控制方案设计,并根据性能需求对变电站巡检机器人的搭载设备进行选型,以STM32单片机为主控制器,选择了驱动器及传感器,设计了多电压输出电路板,以满足搭载设备的不同电压需求。然后,研究二轮驱动差速运动学模型,并且利用自适应PID控制算法对巡检机器人进行控制,在MATLAB软件中对直线、曲线进行了仿真。考虑实际控制的需要,利用RFID校准的里程计定位系统实现了巡检机器人的定位,使巡检机器人在循迹过程中测得的数据更加精确。最后,利用巡检机器人实验平台,对定位模块进行了测试,并进行了磁循迹实验,包括直线循迹实验、曲线循迹实验和综合曲线循迹实验,通过定位系统测出实验数据,并对其进行分析,验证了控制算法的可靠性。