由于胶囊式内窥镜在进行肠胃镜检查过程中无法像传统肠胃镜一样操作和控制,因而需要一种远程的干预手段来实现主动控制。胶囊式内窥镜磁控导航设备就是的一种胶囊式内窥镜主动控制辅助工具,它能按照操作者意图完成,通过磁场对体内的胶囊进行操控,辅助完成检查工作。本学位论文研发和设计了一整套完整的磁控导航设备控制系统,旨在在胶囊内镜检查过程中为医生提供更方便和精准的控制手段,提高检查效率,减少病人痛苦。本文完成的主要工作如下:首先,针对常规胶囊内窥镜的使用场景和在使用过程中遇到的问题与瓶颈,提出胶囊内窥镜磁控导航设备的实现方案,包括要实现的功能、实现的方法设想等。然后,根据胶囊内窥镜的使用场景,建立电磁学和力学模型。分别分析了永磁体和电磁线圈产生的空间磁场的大小与分布,并进行了数值仿真。随后推导出胶囊内窥镜在其磁场中所受磁力、磁力矩的计算方式。根据以上结果,提出两种胶囊控制场景,即漂浮状态和悬浮状态,并分析了在两种状态下的力学模型,用数值计算等方法得到了坐标量之间的定量关系,为后续实现导航系统的有效导航控制提供理论基础。然后,对导航系统硬件进行了详细设计。包括控制系统电气电路的设计,电气结构总体方案、单独模块方案以及电控柜的布局等等。然后,对导航系统软件进行了详细设计。先是进行总体设计,包含软件的需求分析、框架设计和软件流程设计。再进行详细的前端软件、后端软件以及辅助工具类的设计。最后实现对控制算法的设计,包括运动规划、胶囊的开环运动控制算法和闭环运动控制算法。最后,针对设计时提出的需求和方案,设计实验对系统功能进行了测试,并分析了系统的优势与不足。