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为发展农业车辆自主导航技术,实现农业车辆精准快速的自动转向,减免劳动力,保证作业精度和生产效率,以试验小车为平台,建立了相互独立的调速系统与转向系统模型,并设计了简便、高效的控制算法。主要研究内容如下：1.系统采用CAN-Bus二级分布式的通信网络结构,包括CAN主节点、CAN从节点和CAN-Bus通信网络,具有良好的可扩展性和数据传输可靠性。系统以车载计算机为CAN主节点,采用CAN-Bus通信网络与各个监测控制从节点相通信,CAN从节点包括前轮转角测量节点、行驶速度测量节点,转向电机控制节点与车辆行驶速度控制节点。2.搭建系统的硬件平台,按功能将系统划分为主控制模块、信息采集模块和执行模块：主控制模块完成车辆位姿信息汇总、控制算法运算、发送控制命令等功能；信息采集模块包括车辆行驶速度采集和前轮转向角采集等部分,前轮转角采集选用绝对式旋转编码器作为传感器,通过读取与角度相对应的电压值计算出前轮转角的数值与方向；车辆行驶速度采集是选用增量式旋转编码器作为传感器,通过输出脉冲的相位差和脉冲数确定行驶方向和行驶速度,采用M法测速;执行模块采用机械式结构,通过向转向步进电机发送不同频率的脉冲信号,控制车辆完成精确转向;通过向行驶直流电机的电机控制器发送不同大小的模拟电压信号,控制车辆的行驶速度。3将差分GPS、绝对式旋转编码器测得的车辆行驶速度与实测平均车速比较,确认编码器测速的精度优势。基于实际试验,获得车辆实际行驶速度V与行驶直流电机控制器接收的模拟信号U之间的物理关系,搭建了车辆调速系统的闭环模型,为系统增加比例控制环节,为在调速时间与稳定行驶之间取得平衡,确定最优比例系数。记录调速系统在农田路面和水泥路面跟踪期望车速的实验数据,使用MATLAB软件进行仿真分析,试验结果表明调速系统能准确、快速地跟踪期望行驶速度。4.根据转向系统输入量(步进电机频率f)与输出量(转向轮偏角δ)之间的物理关系建立了二阶模型,通过稳定性分析,设计了基于IAE(绝对误差积分)、ISE(平方误差积分)和ITAE(时间与绝对误差乘积的积分)、ITSEi(时间与平方误差乘积的积分)性能指标的两个最优PD控制器。对系统施加土20°的阶跃输入信号,车辆在农田路面与水泥路面下分别以0.3 m s-1、0.5 m s-1与0.7 m s-1的速度行驶,进行自动转向试验。记录试验数据.使用MATLAB软件进行仿真分析,试验结果表明,基于ITAE、ITSE性能指标的最优PD控制器Gc(s)=12+1.19s能使系统具有更好的转向性能,系统响应时间0.3s-0.35s,系统无超调,稳态误差小于±0.5°。