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拖拉机辅助驾驶技术是农业机械自动化与智能化的发展要求,对实现精准农业具有重要意义。拖拉机辅助驾驶系统不仅可以减轻驾驶员的工作强度,还可以提高作业精度和生产效率。本文对拖拉机辅助驾驶技术中自动转向和路径跟踪算法进行了研究,以DF904拖拉机为研究对象,结合北斗卫星高精度定位设备,采用PID算法控制实现自动转向、变论域模糊算法控制实现路径跟踪。且通过遗传算法对PID参数值进行了优化,通过仿真和试验进行了验证。主要研究工作和结果具体如下:(1)确定了拖拉机自动导航系统的总体方案以及硬件选型,卫星导航辅助驾驶系统由路径跟踪系统和自动转向系统两部分组成。根据这两个系统的功能要求,分别进行了硬件的选型及集成。(2)自动转向控制算法设计。通过分析台架试验数据,获得拖拉机转向数学模型,根据转向模型,在Matlab环境下通过遗传算法确定了合适的PID参数值,并在Matlab/Simulink环境下进行了转向仿真试验,从理论上验证了采用遗传算法优化PID参数以控制自动转向的精确性。(3)路径跟踪控制算法设计。针对在农田坑洼不平、路面复杂实际状况下,拖拉机按预定路径行走时具有较强的非线性和不确定性,以及在路径偏差较小时会出现控制精度较低等情况,本文在模糊控制的基础上引入变论域模糊控制理论,利用模糊控制器来动态改变输入输出论域,即在模糊规则不变的情况下让初始论域随输入的变化而变化,解决了模糊控制在“零点”(偏差很小)附近控制精度低的问题。并且在Matlab/Simulink环境下进行了路径跟踪仿真试验,仿真结果表明,变论域模糊控制能有效地对拖拉机行驶进行路径跟踪。(4)试验研究。试验包括台架试验和路径跟踪试验。其中台架试验分别是在未加任何算法控制下以及采用PID算法控制下进行试验,通过试验确定了拖拉机的转向模型和PID控制下的转向性能。路径跟踪试验分别为在平坦路面和坑洼路面上,行驶速度为3km/h、4km/h时的直线路径跟踪,试验表明,在平坦路面上横向位置平均误差均小于3cm;在坑洼路面上遇障碍偏航后拖拉机能快速、准确地纠正偏差,返回预定路径。本文完成基于北斗导航的拖拉机辅助驾驶系统的相关研制,并通过仿真和试验测试了系统的性能。试验表明,该卫星导航辅助驾驶系统可实现拖拉机按预定路径自动行驶。