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，设计了激光铲运斗自动转向执行机构，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，步进激光铲运斗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。

控制器·合金材料，坚固耐用。·体积小，多方向安装。·高度集成。如何选择控制器？1、激光铲运斗中使用的PA-2控制器具有内置的无线电模块和网络模块，可以同时接收来自无线电站和网络基站的信号。2、该控制器具有内置的地形补偿功能，无论是在坡度还是高速工作条件下，都不会出现小弯。3、物理按钮更符合用户体验，LED灯和数字显示屏使操作状态一目了然。4、它是目前市场上集成度较高，较小的控制器（20 * 12 * 6cm）。它支持多位置安装激光铲运斗，并且在安装过程中几乎不占用汽车中的任何空间。5、金属外壳和IP67防护等级，防尘防水，不再需要担心敲打或掉落坚硬的物体。

角度传感器·金属外壳，无拉杆结构，避免碰撞损坏。·易于安装，安装可以在2分钟内完成。·无需进行任何调试，如果用户自己卸下激光铲运斗，则将其放回并直接使用。如何选择角度传感器？1、传统的接触角传感器具有拉杆结构，容易损坏。某些传感器也需要强制居中，并且较小的偏移量会影响操作的准确性。非接触式角度传感器无需担心碰撞，不容易损坏，也不需要居中。并达到IP67的防护等级，经久耐用。2、易于安装，只需要一把扳手，安装可以在2分钟内完成。3、无需任何调试，只需安装激光铲运斗并使用即可。即使用户自己删除了它，也将其放回原处。

激光铲运斗主要包括卫星接收天线，车载接收器，控制器，液压阀，角度传感器和车载终端。（1）卫星接收天线：接收北斗信号的卫星与GPS，伽利略和其他卫星信号兼容。（2）车载接收机：车载接收机是北斗高精度定位设备，可接收北斗卫星信号。（3）控制器：根据北斗高精度接收器和角度传感器的实时信息以及计划路线上的车辆状态，执行实时闭环计算并将指令实时发送到液压阀，以便车辆始终准确地保持预定路线。（4）液压阀：液压阀是系统的液压控制系统，激光铲运斗主要使用液压油作为工作介质进行能量转换，传递和控制。（5）角度传感器：它可以实时感应车辆的转向角，并将高精度的转向信息发送到控制器。

如果在操作过程中耕地表面的平整度较差，则铲子的前倾角不应太大。如果在校平前场的平坦度良好，则激光铲运斗应具有较大的前倾角，并且校平操作的效果会更好。原因是铲子向前倾斜后，牵引阻力减小，流平效率提高。整平作业前的水田状况对整平效果影响较大。如果两个田间的旋转和浸泡时间不同，则整平前稻田的土壤条件会不同，并且操作的总体效果也会不同。与传统方法相比，激光找平技术通过在稻田上使用激光铲运斗，可以大大改善农田的找平条件。在条件允许的地方，它可以代替人，牲畜和常规的稻田平整工具。提高土地利用率，节约灌溉用水。有效促进农业生产机械化。

方向盘；·采用不易因转子堵转而损坏的扭矩电机，更适合激光铲运斗作业。·大扭矩，可以满足各种恶劣条件。·速度快，可迅速进入生产线，提高工作效率。·高精度，确保工作质量。·低噪音，低热量和高稳定性。1、用手转动方向盘，传统的步进电机有明显的挫折感。 Navigator NX300系统使用CES-T1扭矩电机，该电机更平滑且没有滞后感。2、常规激光铲运斗的方向盘直径大多为32-36cm，而CES-T1采用独立的模具设计，直径为40cm，符合人体工程学，驾驶更舒服。3、整个电机设计更紧凑，在确保高扭矩的同时较小化体积，丝毫不会影响驾驶体验。