机械式挖掘机是在露天矿山进行固体资源开采的重要设备,由于机械式挖掘机智能化程度低,所处的工作环境恶劣、工况复杂多变,在工作过程中,操作人员的身体安全健康难以得到保证,这极大地影响了对露天矿产资源的开采效率。为了使机械式挖掘机能够安全、高效地进行采掘,必须提高机械式挖掘机的智能化水平,最终实现机械式挖掘机的无人化操作。本论文结合国家自然科学基金项目“无人矿用电铲智能装卸策略与多目标轨迹规划”（No.52105100）展开研究。针对机械式挖掘机路径规划及跟踪控制方面的研究,本文做了以下工作:阐述了智能化机械式挖掘机的研究意义,介绍了常用路径规划方法的研究概况,对不同领域的路径跟踪控制方法以及研究成果进行了总结,并对OPC（OLE for Process Control）技术的相关科研成果进行概括。建立了机械式挖掘机的平面运动学模型和运动误差模型,对OPC服务器工作原理展开了深入剖析。对机械式挖掘机的路径规划进行了研究,在传统人工势场算法基础上进行改进,有效地避免了采用传统人工势场算法进行路径规划时存在的局部最优问题;在进行路径规划时将整条路径分为两段,第一段用于避障,第二段用于调整机械式挖掘机到达目标位置时的航向;使用三次B样条曲线对整条路径平滑化处理。通过仿真试验证明了本文所用的路径规划算法的有效性。制定了机械式挖掘机路径跟踪控制方案,通过分析变论域模糊控制理论的特点设计了机械式挖掘机的路径跟踪控制器。利用Matlab软件对机械式挖掘机的典型行走工况进行仿真分析,通过仿真结果验证了变论域模糊控制器的有效性。基于机械式挖掘机样机对本文提出的路径规划算法及跟踪控制方法进行试验验证。对机械式挖掘机的典型行走工况进行试验,包括前进避障行走,后退避障行走和横向位移避障行走,试验结果表明本文中所使用的路径规划算法和路径跟踪控制方法能够有效地实现机械式挖掘机避障行走的目的。