交通建设事业一直是经济发展的重要基础,在当前国家各项重大战略相继开展的背景下,将持续发挥重要作用。随着车辆载荷量的日益提升、行车速度的提高以及对安全性越来越高的要求,提升道路建设质量变得十分迫切。水泥混凝土路面具有高强度、寿命长、方便维修等优点,适合用于农村公路建设。滑模摊铺机作为水泥路面的主要施工设备,在进行作业时,依靠转向机构适当转向对机身两侧的距离传感器与基准线间的偏差进行调整以达到跟线行进的目的,在弯道处则需要手动切换行驶模式进行转向。整个过程对操作人员要求较高,直接依据偏差进行比例控制的纠偏方式使摊铺机容易转向过快、纠偏过度,导致最终的跟线精度不高。本文首先分析了摊铺机路径跟踪基本原理、执行机构的工作原理。然后从基线布置方式、偏差获取途径等方面对传统路径跟踪方案进行改进,提出了基于电子定位技术(如全球导航卫星系统)的新型自主式滑模摊铺机的路径跟踪方案。然后依据摊铺机作业时的转向目标,依次进行摊铺机运动学分析、动力学分析。接着,引入MPC算法用于摊铺机路径跟踪控制,将运动学状态空间方程作为预测模型,建立目标函数、设定约束条件。最后在Matlab/Simulink中以虚拟样机模型作为仿真原型搭建MPC控制器仿真模型,分别进行直线轨迹、圆弧轨迹以及直线、圆弧过渡段轨迹下的路径跟踪能力仿真试验,直线轨迹、圆弧轨迹下的纠偏能力仿真试验。仿真试验表明,在MPC控制器的作用下,四履带滑模摊铺机能够跟随各种期望路径行进,出现偏差能快速纠正且不超调。一方面在理论上实现了作业过程中无人参与的自主路径跟踪,另一方面提高了跟线行进的精度;在整个控制过程中,摊铺机速度与角速度、加速度与角加速度都始终维持在设定的约束范围内,即控制过程平稳,不出现跳跃。