保障电力系统的安全可靠运行是每个国家的重要任务。现目前,火力发电依然是我国电力供应的主力,而锅炉水冷壁是火电厂的关键元件,长期的高温工作环境会使得水冷壁出现腐蚀甚至裂纹等情况。为了避免水冷壁失效带来的经济损失,研制一种水冷壁检测机器人已成为亟待解决的问题。本文选定一种基于永磁吸附的水冷壁检测机器人为研究对象,以运动控制为研究重点,对其数学模型、路径规划、控制策略等方面进行研究。本文的研究内容包括:（1）查阅分析大量锅炉水冷壁检测机器人相关文献和资料,总结分析了各类机器人的结构特点和控制方式;结合机器人作业需求,提出一种基于永磁轮的四轮差速爬壁机器人,并阐述了相关结构方案和控制方案;选型了部分传感器和主要控制器件。（2）建立水冷壁检测机器人和机械臂的运动学模型,利用Matlab中的Robotics Toolbox对机械臂的运动学模型正逆解进行了验算。在Adams中,对简化后的水冷壁检测机器人模型进行了直行和转向运动仿真,验证了机器人在壁面运动的可行性。之后,基于拉格朗日方程建立了机器人动力学模型,并在Matlab中验证不同方位角下,机器人的驱动力矩变化情况。（3）提出了机器人在水冷壁面工作的路径规划方法,利用栅格法建立了地图模型,将障碍物和可达空间区分开来。基于一种非学习行为的神经网络模型搭建了全局遍历算法,并在Matlab中进行了仿真分析,验证了算法的可行性。分别基于运动学和动力学模型,提出了基于反演法和滑模理论的控制器,并在Simulink中仿真分析,理论上的两种控制器都具有良好的轨迹跟踪效果。（4）依照工况和需求,对水冷壁检测机器人的控制系统的软硬件进行了详细的设计。在硬件方面,以STM32F4主控板为核心搭建了整个机器人的控制电路,加入了UWB定位传感器和姿态传感器等外围电路。在软件方面,开发了基于Labview的人机交互界面程序和搭载有UCOS-ii操作系统的下位机程序。最后,对机器人样机进行了试验,验证了其壁面运动性能和检测能力。