铰接式拖挂机器人具有载货量大、机动灵活、运货成本低以及能源消耗低等优点,目前已广泛应用于各大货运场景中。然而传统铰接式拖挂机器人可操纵性差,尤其面对狭窄路况时,挂车的位姿难以精确控制,整车灵活度及避障能力受到很大限制。为解决这些缺陷,本文提出一种新颖的主动铰接式拖挂机器人结构,并开展其建模与运动控制策略的研究。首先,为了对运动控制策略的研究奠定基础,进行了主动铰接式拖挂机器人系统建模。通过分析该移动平台机械结构特性,确立系统广义坐标,建立全姿态信息运动学模型;然后,在考虑非完整约束前提下,利用Euler-Lagrange方程建立其动力学模型。其次,针对强耦合,非线性的主动铰接式拖挂机器人系统,提出了基于参考路径的轨迹跟踪控制方法。首先,基于参考路径,进行轨迹规划,确定系统广义坐标的实时信息;然后,设计了基于模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）的运动学控制器,在运动学层面跟踪参考轨迹;此外,设计了基于滑模控制（Sliding Mode Control,SMC）的动力学控制器,最终实现通过力矩控制,完成系统鲁棒轨迹跟踪。再次,针对多障碍非结构化环境,提出了一种规划跟踪一体化的避障控制策略。首先,建立了一种分层避障轨迹规划方法,即利用人工势场法（Artificial Potential Field,APF）规划牵引车的避障轨迹,再利用几何关系确定挂车避障轨迹;然后,设计了一种双闭环避障轨迹跟踪控制策略,运动学层面采用线性二次型最优控制（Linear Quadratic Regulator,LQR）实现位姿信号的高精度跟踪,动力学层面利用全局终端滑模（Global Terminal Sliding Mode Control,GTSMC）方法完成对速度信号的鲁棒跟踪。最后,针对主动铰接式拖挂机器人倒车动力学,提出了基于安全约束的垂直倒车入库方法。其中,考虑到倒车过程中的铰接角约束以及避碰约束,首先构建了基于模型预测的轨迹规划器。然后,基于规划的安全轨迹,提出了非奇异终端滑模（Nonsingular Terminal Sliding Mode Control,NTSMC）轨迹跟踪控制策略,推导了基于动力学模型的控制律。通过倒车安全轨迹规划及轨迹跟踪,最终实现安全倒车入库控制。本文对主动铰接式拖挂机器人的建模及运动控制策略进行了研究,并通过Matlab/Simulink平台对理论成果的有效性进行了验证。本文研究成果为主动铰接式拖挂机器人的应用及推广奠定了基础,也可为铰接式车辆的研究提供理论借鉴。