海底管道是海上油气集输的大动脉,在海上油、气、水的远距输送中发挥着重要作用。随着海底管道长时间的运行,海底管道表面的防腐涂层不断被降解,牺牲阳极也逐渐被消耗殆尽,腐蚀引致海底管道失效的风险将不断增大,严重时可能导致泄漏事故的发生。因此,对海底管道进行高效精确的腐蚀状态监测具有重大意义。为了方便检测海底管道阴极保护状态,尽快地完成海底管道阴极保护状态评估,及时地采取阴极保护预防措施避免海底管道发生腐蚀破坏,本文对搭载海底管道检测传感器的水下机器人载体及其自主巡管控制系统进行了研究。相较于传统的潜水员携带专业设备水下作业的方式,水下机器人搭载海底管道检测传感器作业方式的检测效率更高,安全性更高,工程成本更低,方便快速地开展在役海底输油管道阴极保护电位检测与状态评估工作。本文以海底管道检测机器人为研究对象,依照电位检测任务需求,对其总体设计、系统硬件平台搭建、运动控制、性能试验等进行了研究,最终成功搭建出海底管道电位检测试验用的原理样机。首先根据水下检测作业任务的需求与作业环境的特点对海底管道检测机器人的载体框架、浮力模块与电子舱进行了结构设计。接着对海底管道检测机器人的推进系统进行了设计,其在水平面内的运动由四个环形布置的推进器完成,在竖直面内的运动由两个平行布置的推进器完成。其次对海底管道检测机器人的控制系统平台进行了搭建,阐述了基于GPS与超短基线水声定位系统联合进行的水下机器人定位方法与基于被动式磁场探测技术的海底管道定位方法,介绍了海底管道检测机器人控制软件的设计。然后对海底管道检测机器人的运动控制算法进行了研究,基于数字PID对海底管道检测机器人的定深航行控制器与定向航行控制器进行了设计,仿真结果表明控制效果符合预期。最后,通过实海试验对海底管道检测机器人的整体性能进行了测试。