路径跟踪控制是无人驾驶技术应用实现的重要环节,研究挂载式无人农机在不同转向工况下的路径跟踪控制系统,使其在实际作业中进行精准操作,提高其工作效率,确保其在不同复杂路况下运行的稳定性和安全性,是无人农机在未来精准农业、智慧农业中应用的重要前提。本文首先推导了挂载式无人农机的运动学模型与动力学模型,考虑车辆的稳定性问题,在动力学模型中引入轮胎模型,为控制算法建立状态空间模型基础;其次,为了降低无人农机的测量工具成本,对多种滤波算法的估计精度与时间开销进行综合分析,将滤波算法与跟踪模型相结合进行状态估计,获得接近真实状态的估计结果;然后,应用模型预测控制理论,制定控制算法的性能目标函数,将目标函数的求解转化成约束优化问题;结合车辆动力学特性,对于车辆控制分别添加控制量极限约束,轮胎侧偏与质心侧偏约束,前后车体夹角约束,以保证车辆控制过程中的稳定性;最后,基于线性二次型调节器控制算法和模型预测控制算法,对挂载式无人农机在不同转向工况下的目标路径跟踪进行仿真实验与结果分析。仿真实验结果表明,本文采用的状态估计方案,对比原有的测量模型数据,更加接近真实状态值。基于模型预测控制算法的控制器对于不同路面状况、不同行车速度的变化,以及目标路径的曲率变化,都具有良好的适应性,车辆的控制量以及状态量均约束在一定范围内,保证了系统的稳定性,该控制器的综合性能表现更优。