可再生能源技术的发展,分布式电网的兴起,电网逐步向能源互联网迈进。电网规模不断扩大,电力系统变得越来越复杂,大停电事故一旦发生,后果不堪设想。巡检工作对于电网的安全、可靠运行功不可没。但人工巡检的方式易受天气、经验、心情等因素的影响,导致定时定点检查不到位,工作效率低。电力巡检机器人能够代替工作人员完成高难度、高精度的巡检工作,大大提高了巡检效率和准确性。轨迹跟踪控制是巡检机器人能够准确到达巡检点完成巡检任务的前提,本文基于模糊理论,设计了巡检机器人轨迹跟踪控制系统,独立完成硬件选型以及电路设计。设计的轨迹跟踪控制系统包括了参考轨迹设置模块、速度模块、定位模块、无线通信模块,实时监测巡检机器人的位姿数据;编写上位机程序,通过无线通信发送速度信息给底层单片机,同时接收巡检机器人实际位姿信息反馈到控制系统中,实现巡检机器人轨迹跟踪控制功能。建模精度对传统轨迹跟踪控制算法的效果有所影响,为了减弱控制策略对数学模型的依赖,提出了基于区间二型模糊及扩张状态观测器的轨迹跟踪控制方案。基于巡检机器人的跟踪误差,利用反步法设计了巡检机器人速度控制律,并通过区间二型模糊推理得到控制律的参数。扩张状态观测器可在线估计巡检机器人的不确定性以及系统的外界扰动,并将其补偿到系统中。为了验证该方案的正确性,进行了仿真实验,并在巡检机器人平台上实现了轨迹跟踪控制功能。为了增强控制系统的抗扰能力,提出了区间二型模糊滑模控制策略。基于巡检机器人运动学模型利用反步法设计滑模切换函数,选用指数趋近率设计速度控制律,为了减弱抖振,利用连续函数代替符号函数。同时区间二型模糊控制的引入也有效改善了滑模控制的抖振问题。仿真以及实验结果表明了模糊滑模控制策略的有效性。最后分析巡检机器人的能耗,并建立巡检机器人能耗模型。为了使巡检机器人电池利用率更高,实现节能减排的目的,在保证巡检机器人能够准确跟踪上参考轨迹的前提下,提出了一种考虑巡检机器人能耗的区间二型模糊控制策略。仿真结果证明了该策略能够有效降低巡检机器人能耗,且巡检机器人可以准确地跟踪上所设定的参考轨迹,并针对巡检机器人能耗问题提出了几个降低能耗的建议。