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，设计了北斗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，步进北斗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。

1、北斗铲运机大大提高工作效率；在传统的农业生产过程中，农业生产主要由人工完成，不仅劳动大，时间长，投资大，而且不能保证生产经营的质量。另外，体力劳动导致农业种植无法形成规模，土地资源利用率低，农业经济效益不高。2、北斗铲运机大大减轻了农民的劳动强度；在传统农机的应用中，农机操作者起着主导作用。他们需要集中精力经营农业机械，以确保机车按照规定的标准进行生产作业。3、减少收成时的损失率；在传统的人类农业生产过程中，由于人类的过失，错误和其他原因，农作物在收割过程中会形成严重的浪费。

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。北斗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：北斗铲运机的核心，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）初始化工作位置。将拖拉机开到工作区域，关闭电源输出，打开控制器，让水平铲自然下降，北斗铲运机应将接收器调整到合适的位置，卫星水平仪应牢固地固定卫星天线。（2）北斗铲运机应配备发射器和接收器。根据要平整的领域的面积，确定激光发射器的位置。（3）平地机工作。启动拖拉机，启动电源输出，打开控制器电源，然后按控制器的“自动”按钮。在工作区域周围驱动拖拉机并检查铲铲的刮擦状况。（4）选择平地方案。农田平整的目的是将地球的高处运输到低矮的地方，从而达到平整的目的。因此，为了减少找平过程中的土方量，可以采用分段设计和找平计划。

车载控制器采用GNSS高精度板，无线电模块和主控板，并采用单天线定位方案，实时接收基站无线电广播数据，并获得高精度的定位和仰角信息。通过控制器内置的GNSS高精度板，通过主控板分析差分数据，实时计算平地机的实时高度并控制高度，从而使北斗铲运机成为始终保持在相同的高度以实现找平操作。GPS传输模块主要实现实时定位信息和海拔信息的传输；车载控制器实时计算GNSS天线的位置和高度信息，并以自动模式控制平地机；电磁阀控制模块主要是传递控制器的指令，使平地机上的北斗铲运机能够作出相应的响应，从而达到校平的效果；