智能农机装备作为精准农业的核心装备,已广泛应用于耕作、播种、施肥喷药、收获等农业生产过程。无人驾驶插秧机自动导航系统是智能农机装备的重要组成部分,其中路径跟踪控制是插秧机自动导航系统关键技术之一。为了提高插秧机路径跟踪控制鲁棒性与对行上线能力,本文以久保田SPU-68C插秧机为研究平台,自主研发了自动导航控制系统,开展了无人驾驶插秧机路径跟踪控制研究。本文主要研究内容包括以下几个部分:（1）阐述了插秧机路径跟踪控制的基本要求,推导出插秧机运动学误差计算方程。开展了输入输出变量模糊化、伸缩因子计算、模糊规则库和输出变量清晰化等变论域模糊控制内容研究。利用Matlab/Simulink软件建立了包含运动学模型、转向系统模型、预定义路径与误差计算模块、路径跟踪控制算法模块的路径跟踪仿真平台,进行了S形路径跟踪仿真试验。仿真结果表明,基于变论域模糊控制的路径控制器基本能够实现插秧机的直线路径跟踪,但是路径跟踪精度不高。（2）为进一步提高路径跟踪控制精度,并同时考虑控制算法的实时性要求,提出了一种离线伸缩因子迭代优化方法。根据插秧机作业评价标准,建立了迭代优化所需的适应度函数,并在路径跟踪仿真模型上设置不同环境条件,使用天牛须搜索算法进行变论域模糊控制的伸缩因子离线参数迭代优化,得到最优伸缩因子库,从而得出优化变论域模糊控制算法。由于天牛须搜索算法存在容易陷入局部最优与搜索精度依赖于参数设置的问题,使用了隔离小生境技术和自适应步长策略对天牛须搜索算法进行改进,并利用了基准测试函数对天牛须搜索算法与改进后的天牛须搜索算法进行性能对比试验。性能对比试验结果表明,改进后的天牛须搜索算法有更好的搜索精度。同时,利用仿真试验进行了优化变论域模糊控制与变论域模糊控制进行路径跟踪性能对比。结果表明,优化变论域模糊控制的路径跟踪性能更好,并在直线路径跟踪仿真条件下,优化变论域模糊控制方法能有效地抑制超调量,进入路径跟踪稳定状态时间短。（3）基于久保田SPU-68C插秧机搭建了实验平台,设计并改装了插秧机路径跟踪控制系统。开展了与常用的纯追踪算法进行对比的直线路径跟踪田间试验。与纯追踪方法相比,在不同速度条件下,优化变论域模糊控制均能有效降低路径跟踪稳定时间,进入直线路径跟踪状态后,优化变论域模糊控制的平均绝对误差保持在3cm左右。实验结果表明基于优化变论域模糊控制的插秧机路径跟踪控制算法具有较好的路径纠偏能力,并有着较优的直线路径跟踪稳定性,能够满足插秧机路径跟踪控制精度与鲁棒性要求。