国家非常重视智能化农业机械装备技术发展,未来无人农用机械是其中重要的一个应用。农机机械结构需有良好的灵活性以减少农机对农田的破坏。传统农机大都采用燃油驱动和前轮转向的传统机械传动,传动效率低、灵活性差。而四轮独立驱动（4WID）农机装备可以提供足够驱动力和控制自由度,能有效克服驱动轮侧滑的影响,提高喷雾机在复杂作业环境下的通过性。农机装备的无人驾驶作业集环境感知、规划与决策、驱动与控制于一体。而其中驱动与控制主要实现农机装备的启、停、加减速、转向运动与路径跟踪。路径跟踪的本质就是通过控制农机装备的纵向、侧向、转向运动使其按照期望的规划路径行驶,从而满足农业作业需求。本文针对传统高地隙喷雾机的结构缺点以及智能化低,提出了4WID驱动底盘的新型高地隙喷雾机,这种前后双转向轴、辅助推杆装置的4WID底盘结构无需传统农机的方向盘操控即可实现转向,便于实现无人驾驶作业。研究喷雾机的路径跟踪控制策略,主要内容如下:（1）首先提出了一种新型的前后双转向轴的高地隙4WID喷雾机,分析了喷雾机结构,搭建喷雾机的运动学模型和动力学模型,并用ADAMS软件对提出的新型高地隙喷雾机建立ADAMS底盘运动学模型,为后续的路径跟踪控制的研究打下基础。（2）基于建立的喷雾机的底盘运动学模型和单点预瞄原理,设计了路径跟踪控制器。在路径跟踪过程中,使喷雾机横向偏差和航向偏差保持在一定的误差范围内。在复杂作业环境下,利用液压推杆、连杆装置一起实现差速转向,减少路径跟踪误差的同时,保证前后轮轨迹的高度一致,减少压苗。（3）在运动学、动力学模型的单点预瞄控制的基础上,提出模型预测控制（MPC）的路径跟踪控制方法。采用分层结构,上层控制器以喷雾机转角和加速度为控制量,引入航向偏差和滑移进行路径跟踪控制,下层根据得到的转角和加速度来计算轮胎的转速,从而实现喷雾机的路径跟踪。（4）基于Matlab/Simulink和ADAMS仿真软件建立联合仿真平台,验证所搭建模型及单点预瞄控制、MPC路径跟踪控制算法的正确性。设置不同作业环境,验证喷雾机直行和转向的跟踪性能,仿真结果表明了所研究路径跟踪控制算法的有效性。（5）搭建A&D5436硬件仿真实验平台,进行路径跟踪控制实验,实验结果表明了高地隙喷雾机具有良好的稳定性,路径跟踪控制算法具有较好的控制精度。