为了提高拖拉机在农田环境中自主导航作业的控制精度，设计开发了3种基于不同类型电机的方向盘转向控制系统，在分析步进电机，伺服电机和步进伺服电机3种电机的参数及其性能差异的基础上，设计了激光无人驾驶拖拉机自动转向执行机构，并配备了工控机PC、PLC控制器、前轮转角检测机构和GNSS定位系统等设备。设计了工控机车载终端软件，能够实现自动导航的嵌套双闭环控制及相应PID控制算法，设计了控制系统的电气原理图和PLC转向程序,在混凝土路面和田间播种作业两种工况下进行了拖拉机自动导航实验。实验结果表明，当拖拉机作业速度为0.8m/s时，两种实验条件下，步进激光无人驾驶拖拉机的均方根误差分别为8.81cm和12.09cm，伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.85cm和10.55cm，步进伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.54cm和5.53cm，步进伺服电机在方向盘转向控制系统中自动导航效果较好。

农场进行土地平整，过去一直采用常规方法，利用平地机和铲运机等机械进行作业，这只能达到粗平。现为了提高土地的平整精度，可利用激光无人驾驶拖拉机高精度平整农田。（1）架设发射器：首先根据需刮平的场地小大，确定激光器的位置，一般激光器大致放在场地中间位置。激光器位置确定后，将它安装在三角架上并调平。激光的标高，应处在拖拉机较高点上方0.5-1m，避免遮挡激光束。（2）测量场地。（3）平地作业：以铲刃初始作业位置为基准，调整激光无人驾驶拖拉机伸缩杆的高度，使激光发射器发出的激光束与接收器相吻合。即在红、黄、绿显示灯的中间绿灯闪亮为止。然后，将控制开关置于自动位置，就可以起动拖拉机平地机组开始平整作业。

稻田激光平地机的高程系统主要接收激光信号，并用于在设定平面上控制铲子。它的动态特性是保证平地机整平作业质量的重要保证。激光发射器是调平系统的重要组成部分。因此，在安装激光无人驾驶拖拉机时，应注意以下几点：对用过的电池和备用电池充满电；将其安装在比工作地点高50-100厘米的平坦地面上。注意支持水平；发射范围的直径通常应控制在800 m之内，并且在工作范围内没有障碍物。激光无人驾驶拖拉机的安装应注意以下几点：接收器应安装在激光平地上刮板的支撑伸缩杆的较高位置。在安装过程中，请注意拧紧紧固螺栓。连接的另一端需要插入信号端口的位置。注意连接线并用胶带捆扎。其他可移动的机械部件会因摩擦而损坏，并且在激光接收器接收到激光信号时，应保留刮刀在伸缩杆上支撑的距离。

首先通过对卫星导航定位系统的简要概述，阐述其在农田平整自动控制系统中的应用，随后对基于RTK-GNSS技术的GNSS平地机的结构和原理进行论述，并在研究现有激光无人驾驶拖拉机的结构、类型和控制方法的基础上。根据我国农田作业环境，确定了GNSS控制平地系统总体方案。基于我国常用中等功率拖拉机液压系统的特性和GNSS平地机的工作性能要求。提出了激光无人驾驶拖拉机的方案和机械部分的构成。在本设计进行初期研究时我们对国内外现有的GNSS平地机控制系统进行了研究,并在其原有的设计基础上行了一定参考。设计出了适合黑龙江垦区作业条件GNSS平地机自动控制系统,并添加了新的的创新。

系统组成：主要包括卫星接收器，方向传感器，通信模块，导航控制器，液压控制器等。卫星接收器：接收卫星的定位信号，设置导航线后，根据卫星的工作宽度进行自动线性导航。船员。激光无人驾驶拖拉机特征是可以在操作过程中生成导航线，而无需操作导航图。差分卫星系统定位后，可以准确地指导农机在田间的直线行走操作，使机组操作不沉重，不漏水，并具有工作区计算，统计等功能。方向传感器：将高精度转弯角信息发送到导航控制器。通信模块：从基站接收差分数据。导航控制器：激光无人驾驶拖拉机的核心，通过接收卫星系统的位置信息和方向传感器的旋转角度信息，将指令发送到液压系统。液压控制器：液压控制器根据导航控制器发送的指令更改燃油箱的流量和方向，以确保农业机械按照设置的路线行驶。

激光无人驾驶拖拉机驱动系统实现了对农机田间作业的准确控制，使机组作业不重不漏，大大提高了农机作业质量，土地利用率和机车作业效率，大大减轻了劳动强度农机运行，实现机车的合理配置。1、基于北斗GNSS的自动导航精度小于2.5cm；2、北斗，GPS，GLONASS结合RTK操作以增加可用卫星的数量，适用于恶劣环境下的工作；3、全功能，彩色触摸屏操作；4、控制单元内嵌导航控制软件，激光无人驾驶拖拉机可以连接到任何显示终端；5、易于安装和操作；适应工程：1、整地，起垄和开沟；2、播种移栽；3、薄膜包衣和喷涂；4、收获等农业生产环节；