当今社会,机器人取得了飞速发展,但是机器人的动力供给问题却始终是约束其进一步发展的瓶颈。传统的动力电池存在充电时间长、体积大、移动不便以及寿命短的弊端,这些不仅限制了机器人的性能,而且增加了机器人的成本。铝空气电池以能量高、安全、质量轻等优点为机器人动力电源提供了新的解决方案,但由于铝空气电池比功率低,若单独使用难以满足机器人的动态性能需求。比功率高的超级电容可以辅助铝空气电池来保障机器人的动力性能。本文研究了二者结合的机器人动力电源系统,研究内容如下:首先,设计了机器人动力电源系统的主电路。通过对铝空气电池和超级电容的特性分析,得到可以满足机器人的性能要求的系统设计方案。在此基础上进一步分析并确定了二者的串并联匹配结构,结合机器人负载的工作模式的分析,设计了机器人动力电源系统的主电路。针对机器人负载在不同工作模式下的主电路分析,结果表明主电路设计的合理性。据此确定了铝空气电池、超级电容和DC/DC变换器(Direct Current to Direct Current Converter)的参数。然后,对机器人动力电源系统进行了控制与仿真分析。通过机器人动力电源系统等效模型的建立,在机器人动力电源系统能量流的分析基础上,对比电源系统常见控制策略,选用了滑模和PI(Proportional Integral)控制相结合的策略。进一步在推导系统状态模型满足滑模控制的充要条件的基础上,设计了仿真电路,结果表明机器人动力电源系统的控制效果良好,同时验证了机器人动力电源系统的可行性。最后,为了直观的观察电源系统的参数,本文设计了可以对电压、温度和SOC(State of Charge)实时检测的可视化平台。通过可视化平台完成数据采集、串口调试、数据保存、数据显示、预警提示等功能。在可视化平台的基础上,对机器人动力电源系统进行了检测,表明可视化平台设计的有效性。