本文以某架桥系统运动规划与控制为主要研究内容,提出了一种椭圆影响域的改进人工势场法进行路径轨迹,采用遗传算法与模型预测控制方法优化架桥系统系统作业轨迹,并设计桥梁的运动控制器,通过联合仿真验证了算法的有效性、轨迹规划的准确性以及控制系统的稳定性。主要内容包括:（1）对移动平台使用单轨车辆模型进行建模,采用牛顿-欧拉方程进行动力学分析,得到移动平台横摆动力学方程;以改进D-H矩阵和拉格朗日方程对架桥设备进行运动学、动力学分析,得到自动架设运动约束方程和动力学表达式,得到的数学模型可为轨迹规划与优化、模型预测控制器设计等提供支撑。（2）针对传统人工势场法容易陷入局部最小值、狭窄通道通行能力不足等问题,根据碰撞风险等级对空间进行划分,提出了一种考虑相对速度的椭圆形障碍影响域,并优化了斥场强度,提高了移动平台路径规划的效率。（3）根据动力学计算结果,结合各关节的额定力矩建立安全裕度函数,在不同的时间条件下,采用遗传算法进行轨迹优化计算,得到各关节的运动状态及安全裕度随时间变化的曲线,将计算结果与系统实际作业能力相对比,得到各步骤最佳作业时间及各关节的期望轨迹,为自动架设运动控制提供输入。与原过程相比,优化的轨迹缩短了作业时间、提高了作业安全性。（4）建立模型预测控制器,构建综合性能函数,对移动平台运动轨迹进行在线规划与跟踪控制;计算架桥作业时各关节受到的重力影响值,建立了具有重力补偿的PID位置控制器,对多关节PID参数进行设置,达到较好的稳定性;最后,利用Car Sim和Adams建立物理模型,通过与Matlab联合进行动力学仿真,在不同环境和不同车速下进行验证。仿真中移动平台能够有效规避障碍物,架桥设备能够快速完成桥梁架设作业。结果表明:采用本文的方法能够充分发挥系统性能,实现了运动轨迹对环境的动态匹配,优化后的轨迹满足架桥系统自动架设运动规划与控制的要求,具有更短的作业时间,对其他设备的自动作业研究等具有较强的借鉴意义。