喷漆、焊接、清洁与切割是船舶制造与拆卸中常见的工序,需要进行对船体立面进行作业。由于无法进入一体化车间内作业,因此大型与巨型船舶大部分情况下均需采用登高车或者搭建操作架人工完成,导致生产危险且低效,同时工作质量也受到工人的经验与技术水平的局限。本论文针对造船业中常见的立面操作工序,研发集喷漆、焊接、清洁与切割等多种功能于一体的船舶立面作业移动操作平台,该操作平台采用高精度测距装置进行定位,利用吸附部件与传动装置在船体垂直立面进行移动,设计的多功能操作平台可以使其完成要求的操作。平台的研制,不仅实现了船体立面作业的机器换人,而且对提高喷漆、焊接等操作的精度与工艺水平具有现实意义。本文的研究得到了浙江省科技计划项目的支持,完成的主要工作如下:(1)在综述国内外相关研究现状的基础上,对多功能移动平台的技术指标和主要功能进行了分析,确定了平台的吸附、移动与驱动方式,提出了由上位机、移动平台本体控制系统、激光测距定位系统三部分组成的总体设计方案。(2)针对船舶立面不便安装外部姿态传感器的限制,提出了利用光电编码器进行航迹推算的定位方法。根据船舶立面喷漆作业的需求,设计了一种目标跟踪线性控制律,提出了一种全覆盖“之”字形路径规划方法;针对行进中移动平台方向偏差较大的问题,提出了一种变积分PID控制纠偏方法,实现了高精度与快速定位。(3)为确保上位机与激光测距仪和2个PLC之间数据传输的可靠性,提出了一种基于ZIGBEE-RS485的多机主从无线通讯方式,编写了上下位机应用与通讯软件,研制了移动平台定位与控制系统样机,进行了路径规划的可行性、平台定位的精确性等性能与功能指标的测试,验证了定位与控制方法的可行性与有效性。