当今农业机械的发展趋势是智能化、信息化,拖拉机的无人驾驶技术是当前的一个热门的研究课题,对实现精准农业有着重要的意义。精准农业技术的核心目标是整合传统农业信息,集成地理信息系统、全球定位系统、传感器技术和决策支持系统,实现农业的可持续发展战略,自动导航技术是精细农业的基础,是实现现代化农业的必由之路。本文以黄海金马554拖拉机为平台,针对拖拉机自动导航的要求,对导航控制方法进行了研究,搭建了拖拉机自动导航的软硬件平台,实现了拖拉机的自动导航。主要的研究内容如下:(1)拖拉机自动导航的硬件设计,北斗接收机采用的是北斗星通导航技术有限公司生产的C201-AT-680系列接收机,对方向盘转向柱位置通过加装转向助力电机的形式进行了自动转向改装,对离合器和刹车进行了加装推杆电机进行自动控制,对油门自动控制采用加装电动油门调速器的方法,完成了系统硬件的改装。(2)对拖拉机控制系统进行了研究,包括转向、刹车控制等,上位机和下位机的软件编写,上位机软件是基于Windows 7操作系统,在Spyder软件中,使用Python语言开发的,下位机是在Keil软件中用C语言编写的。上位机对拖拉机当前行驶的信息和预定路径的偏差进行处理计算,决策出转向角度,下位机主要是接收上位机的指令控制不同的电机,从而控制拖拉机的横向和纵向行驶。(3)导航控制算法的研究,对拖拉机进行运动学建模,对最优控制方法、纯追踪模型、模糊控制算法、神经网络控制算法等进行了比较,结合了模糊算法和纯跟踪算法,最终选择了基于纯跟踪算法和模糊控制结合的方法,通过自适应调节前视距离实现路径跟踪。在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,在不同的横向偏差、航向偏差的初始条件下进行了预定路径的跟踪仿真。(4)试验分析,主要是检验前面所设计的拖拉机自动导航系统的可行性,为下一步更加深入的研究提供一定的数据基础。