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，设计了激光洗平自动转向执行机构，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，步进激光洗平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，可利用激光洗平高精度平整农田。（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，调整激光洗平伸缩杆的高度，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。

从世界自动驾驶设备的发展历史来看，后安装方法在早期发展很快，但随着时间的流逝，前安装方法得到了迅速的推广并逐渐成为主流。目前，Deere，Case New Holland和AGCO都已经形成了相对稳定的预安装解决方案，用于通过并购或战略合作进行自动驾驶。激光洗平安装具有以下优点。前置系统的液压管线，电路，传感器，显示器以及其他液压和电子组件具有良好的装配一致性。它们在工厂经过严格测试，并享受制造商的三包政策。激光洗平后装配件属于出厂后的已装配件，可靠性差，损坏的三包也将受到影响。

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，并在研究现有激光洗平的结构、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。提出了激光洗平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。

1、可以24小时全天不间断作业，提高机车作业面积，无论日夜不受天气因素干扰都可以保证高精度作业。2、采用我国自主知识产权的北斗高精度定位系统。作业1000m误差在2.5cm以内，激光洗平减少农业作业的重复面积，提高作业率，自动计算面积，作业面积一目了然。3、北斗导航与自动驾驶系统可很大减轻驾驶员的劳动强度，解放了驾驶员的双手和眼睛，作业时有更多的精力与时间关注机车和农具的运行情况，更好地保证农机具的正常运动。降低拖拉机车主的成本，减少驾驶员的工资支出。4、激光洗平可有效提高土地中的阳光和水分的利用率。使每棵植株均匀的分布，享有同等空间的阳光和水分，减少弱势植株的比例。5、提高残膜回收率，中耕追施基肥利用率高，提高灾害后重播作业质量。

（1）在没有农具的情况下，对已安装的拖拉机进行1000m测试。在1000m范围内设置3个点来回走动几次，观察这3个点的误差。将误差调整到较小距离，以达到激光洗平的指定范围。这样做的优点是将拖拉机调整到位，并且在连接农机后误差较大时，仅需调整农机，而无需考虑拖拉机的直立问题。在调整拖拉机的同时，对驾驶员和驾驶员进行了激光洗平的实际操作培训，为将来驾驶员和驾驶员的操作奠定了良好的基础。（2）将拖拉机挂在播种机上后，在1000m范围内设置3个点，操作方法同上。通过以上反复调试，驾驶者基本可以掌握北斗导航自动驾驶系统，然后再下地。