清洗机器人可取代人工劳力进行清洗作业,具有提高劳动效率、改善劳动环境、能进行危险作业等优点,受到机器人研究者的高度重视。冷凝器清洗机器人作为大型火电厂冷凝器清洗装备中的重要组成部分,是工业清洗机器人中的一员,是一个汇聚了多学科交叉的典型复杂智能系统。本文以冷凝器清洗机器人为研究对象,对其控制系统展开了一系列研究工作。论文分析了冷凝器污垢产生的原因及影响,说明污垢清除的必要性;比较了各种常用污垢清洗方法的优点与不足;概述了国内外清洗机器人及其关键技术的发展。论文深入研究了冷凝器智能化清洗装备的工作原理并在此基础上重点介绍移动清洗机器人的清洗系统及机械结构设计,详细分析了移动清洗机器人的机械设计原理,包括履带行走机构及高压水清洗臂机构的设计。针对大型冷凝器复杂恶劣的工作环境,设计了上下位机的分布式控制系统,该系统由工控机、PLC及运动控制卡组成。工控机作为上位机既可以通过PCI总线与运动控制卡通讯来控制伺服驱动器和电机,又可以通过RS-485接口与PLC通讯来控制电动推杆、高压水射流清洗以及超声波传感器测距;详细介绍了伺服控制系统并分析了实施过程中要解决的问题。论文详细介绍了清洗机器人的控制软件系统,包括了Visual C++的上位机软件和机器人控制界面、基于运动控制卡的伺服电机控制软件系统、基于PLC的电动推杆和高压水泵控制软件系统。最后,研究了冷凝器清洗机器人控制系统的关键技术,分别对机器人履带行走机构进行了动力学和运动学的分析,在前期理论研究的基础上研制出清洗机器人实验样机,实验结果表明本文所设计的控制器能满足清洗机器人的控制要求。