移动机器人是机器人学的一个重要研究对象,该文研究一种特殊类型的移动机器人系统,它由一系列相互铰链在一起的轮式刚体小车组成,运行在一个平面上.通常这种系统包含一个牵引车(Tractor)和由之拖动的多个拖车(Trailers),牵引车位于系统最前端,其驱动轮可以执行前、后运动,转向轮可以向左、向右转向,拖车被动跟随牵引车的运动.这种移动机器人系统通常称为拖挂式(Tractor-Trailers Mobile Robot)移动机器人系统.拖挂式移动机器人可以应用于自动化工厂、机场、火车站、航运码头等场合,执行物料传送、行李搬运、货物中转等任务,具有广阔的应用前景.拖挂式移动机器人系统的理论研究涉及到运动学与动力学分析、可控性分析、运动规划、反馈镇定、跟踪控制等多个方面;从系统的设计与开发角度,该系统的研究涉及到传感系统、控制系统、计算系统的硬、软件设计以及控制体系结构等诸多方面.拖挂式移动机器人系统是一个具有高度复杂性和高度综合性的系统,从控制理论角度来看,该类系统属于典型的非完整、欠驱动、非线性系统,其理论分析和系统设计与自由运动的单体机器人系统存在很大差异,是目前机器人学研究的难点和热点问题之一,具有重要的理论价值和实际意义.该文针对拖挂式移动机器人的运动规划与控制问题,在运动学分析与描述、全局路径规划、路径跟踪控制以及控制体系结构与系统设计等方面开展研究.