随着经济的发展,能源使用迅速,我国面临能源枯竭的问题,能源消耗同时,带来的环境问题也日益严峻,太阳能作为一种清洁能源,且光伏发电技术的日益成熟,光伏发电逐渐受到关注。在光伏发电系统研究中,光伏表面存在的灰尘、粉尘等颗粒的沉积对于长期运行的光伏发电系统是一个不容忽视的问题。本文针对光伏阵列的清洗问题,提出并设计了一种以履带为移动方式的真空吸附光伏清洁结构,有效的改善了传统清洁方式设备繁重、移动困难的缺点。本文主要内容以及研究的成果如下:首先,本文对国内以及国外对光伏清扫的现状进行了介绍,分析了光伏清洁机器人移动与吸附技术和光伏表面清洁技术在理论和实际开发中存在的技术难点,解决了机器人工作时吸附与移动不能同时满足的问题,设计了一种被动吸附多吸盘结构的履带式光伏清洁机器人。其次,分析了机器人的运动与吸附稳定性,建立履带机器人的运动学模型和轨迹控制误差模型,设计了满足Lyapunov稳定判据和Barbalat引理的跟踪控制规律,并应用到了履带式光伏清洁机器人的轨迹控制上,通过MATLAB仿真验证了机器人在轨迹运动控制下移动吸附的稳定性;并对机器人的被动式吸附结构进行稳定性分析,分析了影响机器人吸附系统稳定性的关键因素。在满足移动吸附稳定性基础上,分析并阐述了机器人清洗的路径规划以及清洗方案,通过栅格法对清洗方案进行了路径规划分析,验证了清洗路径的可行性与稳定性,在路径规划的基础上设计了自动清洗与遥控清洗等方案。最后,本文对硬件控制系统当中的主控芯片、其履带电机、其清洗装置、以及远程通讯方式一一进行了选型,并设计了相关硬件电路;在Visual Studio2010的开发环境下,编写了上位机远程控制软件;在结构与控制系统基础上制作了机器人实验样机,完善光伏板清洁机器人的各项功能。