当今社会各种高楼大厦不断涌现，其外墙经常使用大块玻璃幕墙进行装饰，然而玻璃幕墙的清洗难题一直困扰人们。针对此问题，本论文构思设计一种自动清洗装置，以减少或避免人工清洗中的不便和危险。本文侧重清洗机器人爬壁装置及运动控制系统的设计，研究内容主要包括以下几部分：　　介绍国内外爬壁机器人的研究及发展现状，分析各种机器人本体结构的优点和不足，讨论吸附方式的合理选择，并总结常用控制系统及各种控制方式的适用条件和利弊。　　根据机器人常用结构和爬壁运动需要，设计出一种上下层交替运动结构的玻璃幕墙清洗机器人，并根据玻璃壁面的特点，选择真空吸盘吸附作为机器人在壁面固定的手段，在此基础上，简述机器人运行中的工作原理及性能指标。　　在确定机械结构的基础上，完成机器人控制系统的设计。首先对各部分所需的驱动装置和检测元件进行选型，并独立设计核心控制板卡，板卡采用FPGA芯片作为控制核心，能够实现数据采集、A/D转换、采样存储、外部通讯和驱动信号输出等功能；其次完成板卡各部分硬件电路设计，实现与计算机总线通讯；在此基础上，利用VHDL语言完成对核心芯片内部逻辑编程。　　为保证机器人运动控制精度，对驱动装置采用的步进电机构建闭环系统并进行建模分析。在研究常用算法的基础上，搭建模糊PID控制器对步进电机运行状态进行调节，在Simulink中建立各部分仿真模型，将系统中各模块依次对接，完成步进电机闭环系统仿真，并对仿真输出进行分析。　　在完成机器人硬件设计的基础上，编写控制软件。通过分析整体控制流程，利用LabWindows软件使用C语言建立起控制系统需要的底层函数，然后使用LabVIEW调用生成的动态链接库，完成控制软件后台程序设计，最后根据控制系统功能需要绘制完整的控制界面，并将各种功能写入对应子程序，实现控制软件的模块化，最后将软件与机器人实体连接进行运动实验分析，验证控制系统的可行性。