在工程机械智能化领域,应用无人驾驶技术能够减轻操作人员疲劳、加快施工进度并规范施工标准。单钢轮振动碾压机广泛应用于筑路筑坝中,该车辆的自动导航技术受到期盼。碾压机工作在崎岖不平的非结构化道路上,受地面条件、自身振动和液压转向响应延迟等内外部干扰影响,且铰接式车辆中间铰接点的布置增加了车辆的自由度,这对轨迹精确跟踪提出了挑战。为了实现无人驾驶碾压机的横纵向协调控制,搭建了单钢轮碾压机实验样机平台。本文分析了铰接式车体原地转向和行驶转向的运动特征,建立了滑移状态下的扩展运动学模型,提出了自适应预瞄和非线性自抗扰反馈的控制算法,提高了在复杂道路环境下行驶的抗干扰能力和自适应能力。本论文研究内容分为以下四部分:1)搭建无人驾驶碾压机实验样车平台,在原车基础上完成信息采集、远程通信、自动控制等子系统的改装,通过加装的转向电机和纵向手柄电机作为执行机构实现转向和速度控制,为横纵向协调控制提供实验数据和研究平台。2)将铰接转向特有的前后车体都会摆动一定角度描述为扭转效应。实际环境中受地面摩擦、轮胎变形、车辆惯性等影响,把前后车体偏离理想运动状态的原因归结为前后滑移角两个参数,建立滑移状态下的扩展运动学模型。将滑动效应和扭转效应描述为车辆运动的结构扰动。道路环境会影响转向系统内液压油压力波动,导致每次转向结果的不一致,把此种影响归结为转向系统内部扰动。3)根据当前横向偏差和道路曲率变化,由自适应预瞄算法选取期望轨迹上的预瞄点来提供期望航向和道路曲率信息。横向控制由车辆航向、铰接转角和方向盘转角的关系,提出双ADRC组成的串级自抗扰控制器来抑制内外部扰动。将模型信息加入到扩张状态观测器(ESO)的设计中以减小内外环扰动估计的滞后。利用fal非线性反馈实现“大误差小增益,小误差大增益”的目的。纵向控制由道路曲率设定期望车速,在大曲率处降低车速以避免超调。4)仿真结果表明,直线轨迹平均距离误差0.19m,环形轨迹平均偏差0.32m,曲线轨迹平均偏差0.38m。实验结果表明,直线跟踪平均距离误差0.22m。验证了算法抗干扰和不同形状轨迹的适应能力。