我国公路隧道大部分位于山区,隧道巡检难度大且任务繁重,因此,采用隧道巡检机器人代替人工巡检已成为一种趋势。但国内巡检机器人运动过程中存在抖动,会导致视频不清晰。稳像平台可以保持视轴稳定,从而获取清晰稳定的视频图像。本文研究巡检机器人稳像平台控制系统,主控制器实时采集平台的角度以及角速度,利用复合控制策略控制电机,从而实现稳像平台自稳,并根据上位机指令完成跟踪运动。首先阐述稳像平台的控制机理,使用Solidworks软件设计平台的机械结构,计算各框架的惯性载荷,从而确定平台的力矩电机参数,通过分析各模块的传递函数,得到整个平台控制系统的数学模型。研究变速积分PID和模糊自适应控制相结合的复合控制策略和模糊切换方式,搭建系统的Simulink仿真模型,设计阶跃响应、正弦跟踪及自稳仿真实验,对变速积分PID控制、模糊自适应控制和复合控制策略的优劣性进行比较。其次设计研制了稳像平台实验样机,分析稳像平台控制系统的整体功能,设计了STM32核心系统、电源电路、驱动电路、惯性传感器电路,完成主控制板的PCB板设计和焊接。设计稳像平台系统软件,针对控制系统下位机,确定了主控制器的程序流程,编写了中断服务函数,制定了数据通信的协议;针对控制系统上位机,使用VS2012编写了上位机控制软件实时显示测试数据,发送控制指令。最后通过搭建的实验测试平台,进行系统性能测试。设计了俯仰框、横滚框自稳实验和方位框跟踪实验,通过采集实验测试平台上标准陀螺仪传感器模块数据,分析变速积分PID、模糊自适应和复合控制策略下的实验数据。实验结果表明,复合控制策略响应速度较快,稳定精度更高,满足系统的性能要求,且达到了依托的科研项目技术指标。