工程机械的智能化和自动化是工业生产中提高生产效率、节约人力成本的重要手段,也是当代工业技术发展的必然趋势。本文在机器人运行控制系统的研究基础上,设计出基于静态和动态路径规划的桥式起重机无人化运行系统方案,提出了动态路径避障规划算法,并实现了吊钩对路径的跟踪。使桥式起重机具备了在复杂环境中,自我感知,自我规划,自我运行的能力,为实现桥式起重机无人化运行提供了理论与技术支撑。完成的主要内容有：首先在分析现有桥式起重机控制系统应用现状的基础上,结合机器人控制系统的工作原理、各功能模块的联系和作用,设计出满足桥式起重机实际需求的智能无人化系统方案,并对系统的工作原理做了详细分析。对桥式起重机现有系统中的定位缺陷问题,改进了定位系统,实现了桥式起重机的精确定位。在此基础上,以全局路径长度最短为目标函数,将栅格化地图建模与蚁群算法相结合得到桥式起重机在全局静态环境中的优化路径。随后,针对工作环境中存在的动态障碍物,提出了将滚动窗口局部规划与全局路径规划相结合的双层路径规划策略,对吊钩与动态障碍的运动状态做了碰撞分析,并针对各类动态障碍物提出了对应的避碰策略。此外,对吊钩在受几何空间约束下的安全性进行了详细阐述。通过MATLAB仿真试验证实了该避障算法对桥式起重机在复杂工作环境下实现动态路径规划的可行性。最后,对桥式起重机运行系统的路径跟踪问题进行了研究,通过对路径特点的分析,将路径跟踪问题转换为大、小电机之间的协同转动,并将虚拟主轴的同步控制方式引入到路径跟踪系统之中,建立了大、小车电机同步控制模型。为了提高单个电机抗干扰的能力在单个电机轴中加入加速度反馈并验证了其改进的有效性。在MATLAB/Simulink环境下的大、小车同步仿真分析验证了当系统受到外界干扰时保持同步协调运行的能力。路径跟踪仿真表明吊钩的实际运行路径能较好地沿着规划路径行走,在受到外界扰动时也可以较快地返回到理想的规划路径上。