Решается задача разработки системы управления неголономным измерительным одноосным колесным модулем, предназначенным для мониторинга геометрических параметров аэродромных покрытий. В рамках нелинейного подхода синтезируется подсистема траекторного управления на основе использования кинематической модели неголономного моноцикла и подсистема локомоционного управления с использованием метода частичной линеаризации модели объекта обратной связью по выходу. Приводятся результаты численного моделирования синтезированной системы с учетом возмущающих воздействий.