为提高农机智能化水平,加快实现收获作业全无人化,本文以轮式联合收获机为平台,围绕自主收获作业中直线收获与田头转向两大环节,设计了拟人驾驶模型导航控制器和自适应纯追踪曲线导航控制器,构建了自主导航控制系统,并对导航控制器进行了仿真验证、路面功能性试验和田间试验。主要研究内容及结论如下:（1）搭建了基于北斗卫星定位的联合收获机自主导航系统。硬件系统由感知模块、控制模块以及执行模块等组成。感知模块由角度传感器和北斗RTK双天线定位模块组成,负责接收后轮转角和位置信息;控制模块由工控电脑和NI数据采集卡组成,负责导航控制量计算与发送;执行模块负责接收转向信号,完成转向控制。导航软件使用C/C++语言编写,能够实现控制后轮转向、路径规划及跟踪、人机交互、数据采集及保存等功能,围绕主线程收获机目标转角计算和控制信号发送,以多线程技术实现收获机路径规划、实时数据保存及自动导航控制并行处理。（2）设计了联合收获机自主作业导航系统。明确了自主作业导航要求,规划了套行作业路径,设计了自主作业导航系统,其包括拟人驾驶模型导航控制器和自适应纯追踪曲线导航控制器。拟人驾驶模型导航控制器通过采集人工驾驶数据,设计了离线BP神经网络,利用神经网络进行训练,获得了拟人驾驶模型,将采集的未进行训练的人工驾驶数据进行了神经网络验证,结果表明,拟人驾驶模型具有良好预测性;构建Simulink跟踪仿真模型,完成仿真试验,结果可知,拟人驾驶模型控制具有收敛速度快、超调小等特点。自适应纯追踪曲线导航控制器基于纯追踪原理,建立了曲线路径跟踪误差模型,利用加权优化方法,确定各因素与前视距离的关系,得到了自适应纯追踪模型。为保证两种控制器切换时导航控制稳定性,设计了两种控制器切换的门限值,确定了两种控制器最佳切换状态。（3）开展了联合收获机自主作业导航系统路面功能性试验与田间试验。路面曲线导航试验结果表明,平均绝对偏差为0.034 m,最大跟踪偏差为0.058 m;路面直线导航抗干扰试验结果表明,当经过人为干扰时,收获机可在1.5 s内完成调节,并且保持高精度直线跟踪。田间套行自主作业导航试验结果表明,收获机速度设为0.65 m/s时,直线收获部分最大位置偏差低于0.0914 m,平均绝对误差低于0.0419 m,田头转向曲线导航平均绝对偏差低于0.0537 m,转向后超调量低于0.0775 m,可完成待收获区域自主作业,满足田间收获作业要求。