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，设计了激光铲运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，步进激光铲运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。

在调平操作期间，激光发射器发射的光束可以旋转360°，以形成激光扫描平面作为系统操作的参考平面。控制器基于由操作者设定的激光铲运机的高度与基准面之间的高度差作为控制量来进行调平控制。在处理高度差信息后，发送电信号以控制液压控制阀，以自动控制刮板的高度，以使其能够保持定位的仰角。工作特点：在农田中，激光铲运机主要用于农田的精整中，以实现农田节水灌溉，减少肥料的流失。适用于灌溉前的旱地农田平整和水田平整。校平精度高达±2cm，可以在400m的半径内工作。平整土地的高度差不超过30cm，以实现高精度的土地平整作业。

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。激光铲运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：激光铲运机的核心，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。

（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，以达到激光铲运机的指定范围。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铲运机的实际操作培训，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。

控制器·合金材料，坚固耐用。·体积小，多方向安装。·高度集成。如何选择控制器？1、激光铲运机中使用的PA-2控制器具有内置的无线电模块和网络模块，可以同时接收来自无线电站和网络基站的信号。2、该控制器具有内置的地形补偿功能，无论是在坡度还是高速工作条件下，都不会出现小弯。3、物理按钮更符合用户体验，LED灯和数字显示屏使操作状态一目了然。4、它是目前市场上集成度较高，较小的控制器（20 * 12 * 6cm）。它支持多位置安装激光铲运机，并且在安装过程中几乎不占用汽车中的任何空间。5、金属外壳和IP67防护等级，防尘防水，不再需要担心敲打或掉落坚硬的物体。

激光铲运机系统使用北斗定位系统提供的高精度定位信息，包括铲子当前位置的平面坐标（水平精度优于1cm）和高程（垂直精度优于1.5cm），手动设置采集点的距离或时间，然后启动“收集字段数据”，并以当前水平的平均高度为参考水平，比较铲斗的实时高度1、卫星平地作业半径可达3km，信号精度一致，便于大面积地面作业；2、卫星平地机不受天气影响，即使在大风天气也能保证操作精度；3、激光铲运机不受地形限制，适合于大型复杂的陆地作业；4、卫星平地自动收集标高数据，以当前标高的平均标高作为参考平面，节省了人工测量的成本和时间，大大提高了作业效率；5、卫星平地面只需要站立在地面上，普通的三脚架就可以满足要求，易于安装且易于操作。