自动转向控制技术是实现农业机械智能导航控制的关键技术之一。转向伺服控制系统是指根据上位机控制指令，驱动转向前轮转到指定角度的自动控制系统。转向伺服控制系统执行效果的优劣决定了导航车辆工作的准确性和稳定性。本文以东方红X804拖拉机为开发平台，对拖拉机的转向伺服控制系统进行了研究与设计。　　 通过比较国内外农业机械转向伺服控制系统在机构、转向控制算法和系统建模方面的研究现状，根据现有的东方红X804拖拉机平台，本文首先介绍了拖拉机转向控制机构进行改造过程。在不破坏原有手动转向机构的基础上，并联了一个电控液压阀转向控制系统。使用一个三位四通换向液压阀控制转向，使用一个比例阀控制油路流量。同时，使用角度传感器测量转向角度，使用陀螺仪测量转向角速率。　　 通过分析转向油路和油缸的流量方程、液压缸和负载的力平衡方程和液压缸的流体连续方程，推导得到系统的数学模型，得到系统输入比例阀控制电流与系统输出转向角速率的传递函数是一个二阶环节加上延时环节。得到模型后，通过测量系统的开环响应数据，使用Matlab的系统辨识工具箱对系统进行开环辨识，并得到传递函数的参数。为了更好的克服系统非线性的影响，本文在控制算法方面设计了双闭环控制PID制算法，双闭环控制算法同时控制转向角速度内环和角度外环。并使用Matlab进行Simulink仿真，仿真得到PID控制算法的参数。　　 在硬件平台搭建与硬件电路设计方面，本文应用对转向控制系统原来的主控芯片(C8051F040)进行了升级，使用了最新的CORTEX-M3内核的ARM控制器LM3S8962作为系统的控制芯片。测量方面，使用非接触式磁敏电阻角度传感器KMA199测量转向角度，使用ADIS16300测量转向速率。同时，针对比例阀控制电路也进行了反复的改进。试验表明，传感器的使用比以前更加安全可靠，硬件控制电路对比例阀、换向阀的控制效果比以前更佳。　　 根据模型理论分析和双闭环控制算法设计，编写转向控制程序，进行转向效果试验。试验部分包括转向角度和转向角速率传感器的标定、波形信号跟踪试验、田间作业跟踪试验。在波形信号的跟踪中，从试验结果可以看出，转向跟踪很好地抑制了超调和震荡现象，跟踪精度得到提高。没有存在大幅度震荡。在大角度的跟踪、田头转弯过程中，冲击现象得到很好的抑制。　　 试验效果表明自动转向控制系统性能得到了提高，在田间作业跟踪过程中，达到了平均跟踪误差0.43°，延时0.25s。系统的数学模型和双闭环控制算法能够指导实际设计。模型和控制算法也存在不足，本文对其进行了分析，并对今后的研究提出建议。