油菜精量播种是油菜机械化种植的发展趋势,可以节省种子、减少工时与提升效益,其核心之一是控制种子均匀分布;传统的油菜精量播种机多采用地轮驱动、链传动带动排种器完成排种,高速作业时易产生地轮打滑、悬空、链条跳动等问题,导致漏播,严重影响播种质量;采用固定档位的手动变速器调节播量,难以实现播量无级调节与满足精量播种的要求。本文基于2BFQ系列油菜精量直播机,设计并研制了一种油菜随速播种控制系统,阐明了控制系统的基本结构及工作原理。从系统实际要求出发,搭建了控制系统电路部分,完成了各装置的安装、固定;开发了系统各硬件驱动程序、整体控制程序、小程序交互程序,并构建了闭环电机控制数学模型;通过各传感器标定试验确定了各自误差,并引入修正系数进行修正;通过台架及田间试验验证了系统的工作效果,表明系统能够实现油菜播种粒距精确控制与播量无级调节。主要研究内容如下:（1）在比较分析国内外精量排种装备与系统的基础上,结合油菜精量排种技术要求,以播种粒距控制、播量无级调节为目标,确定了油菜精量联合直播机随速播种控制系统（后简称随速播种控制系统）通过北斗接收器与地轮编码器双模获取前进速度、步进电机驱动排种、微信小程序进行数据交互的控制逻辑,开展了控制系统总体方案设计,主要包括传动系统、电机及各种传感器的硬件电路绘制、软件程序开发与参数分析。（2）提出了随速播种控制系统总体方案。系统分析了影响油菜精播效果的主要因素,以实现油菜播种粒距均匀性与播量精准调节为目标,提出了一种采用STM32单片机为主控器、微信小程序为人机交互端、闭环步进电机驱动排种、地轮编码器和北斗接收器获取前进速度、差压变送器获取负压输送头处实时负压以控制电机启停的随速播种控制系统,并阐述了系统的工作原理与控制逻辑。系统可显示6种播种作业实时数据、设置7个作业参数以适配于不同播种机、并配置定转速与随速播种2种工作模式以适用于不同作业要求。（3）开展了随速播种控制系统各硬件功能需求及参数分析,并以此为基础进行了选型与电路设计。选用拥有多路定时器、通信接口、模数转换器（ADC）且时钟频率高达72MHz的STM32F103VET6单片机作为系统的主控器;试验确定2BFQ-6直播机正常工作时负压输送头处负压范围为-1477～-4563Pa,选用量程0～5kPa的YZ1301差压变送器获取实时风压;使用E6B2 CEZ1X编码器与ATGM332D北斗接收器两种模式获取拖拉机的前进速度,研制了编码器支架以实现其与地轮的同轴转动;选用HC-08蓝牙模块采用TTL电平与主控器进行串口通信,作为桥梁联通主控器与微信小程序;为适配不同类型排种器,开发了电机支架用于步进电机传动,且根据800r/min最高工作转速时1.92N·m的需求扭矩,确定了步进电机型号为86HBS120;以单片机为核心,搭建了硬件连接电路,连接各硬件并实现动力与数据传输。（4）设计了随速播种控制系统软件驱动程序。基于C语言,利用Keil uVison5软件对主控器驱动程序进行编程;基于JavaScript语言,利用微信开发者工具对交互软件进行编程;制定了主控端控制流程,实现根据预设参数及传感器实时数据生成电机控制指令;配置了电机驱动开关,播种机负压输送头处实时负压(ACV)大于临界负压（1477Pa）时打开电机驱动定时器;阐明了速度源切换逻辑,主控器可根据实时速度选取最佳速度源;开发了信号解码程序,可将小程序传输来的字符串转换成数字供程序使用;构建了电机控制指令生成数学模型,指令生成受拖拉机前进速度在内的多个参数控制。开发了交互程序,可设置目标粒距、地轮直径等7个参数,可显示播种面积、播种粒数等6个参数。（5）进行了随速播种控制系统试验与分析。标定了传动误差及传动响应时间,得出传动修正系数为1.055,电机控制频率为5Hz;标定了两种测速方式的适宜测速区间,确定3.68km/h为速度源切换临界速度;进行了台架随速播种试验,试验结果表明本系统播种性能优于定转速播种,粒距合格指数高于87%,能够实现2.6～7.8km/h传送带速度的随速播种;进行了精量播种田间试验,试验结果表明本系统适配正负气压组合式油菜精量排种器在1.44～4.33km/h的作业速度范围内播量误差小于3.9%,1.44～7.99km/h的作业速度范围内粒距合格率高于84%,播种均匀性变异系数低于16.67%;适配小粒径种子精量穴播器在定转速模式下播种效果良好,穴距合格率81.54%;均满足标准规定播种质量指标,可实现不同排种器的播量无级调节与随速播种作业,可为油菜随速播种控制系统结构改进提供参考。