随着现代科学技术的迅猛发展,变量施肥已成为当今世界科学施肥的潮流,它的科学性、合理性、针对性以及高产、高效、优质等特点是本世纪发展“精准农业”值得推广的重点技术之一。然而在我国国内,大多数农村,化肥的田间使用仍然是采用传统的人工撒播方式,劳动效率低下。随着农村从事生产劳动人口数量的逐年减少,化肥的人工施用成为当前限制农业生产发展的主要因素之一。另外,农业生产化肥的过量使用,出现了化肥使用率较低,环境污染和地下水残留超标等问题,对我国农产品的质量安全造成了严重的威胁。20世纪90年代以来,变量施肥技术飞速的发展,许多发达国家都研制出各自特色的变量施肥机,然而大多结构复杂,总体造价昂贵,且受土壤环境等影响较大。国内也有部分施肥系统研制成功,机械结构复杂,成本较高。本文介绍了一种适合国内农业生产的基于脉宽调制(PWM)的全自动变量施肥控制系统,能够实现肥料播撒随农机具行驶速度自动调节,并且可以在施肥过程中随意改变施肥量,也可结合GPS/GIS全自动变量施肥,达到精准施肥的目的。脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM控制主要应用在电力电子技术行业,包括风力发电、电机调速、直流供电等领域.本全自动变量施肥控制系统亦采用PWM脉宽信号来控制液压流量调节阀达到控制液压马达转速的目的。本文做的主要工作有:1)对我国农业现状及农业施肥状况进行分析,论述变量施肥的重要性以及开发变量施肥系统的重要意义;2)在深入分析影响施肥的各种因素和施肥控制原理的基础上,确定变量施肥控制系统实施方案;3)通过大量实测试验,确定了施肥量、机具前进速度和液压马达转速三者之间的关系。建立了变量施肥系统的数学模型;4)分析控制系统信号的输入和输出,设计采用以C8051F020处理器为核心的控制系统作为变量施肥执行机构的控制器,并留出了与上位机的接口,为以后的开发研究奠定了基础;5)确定了变量施肥的控制策略。对系统软件进行设计和编写;6)对所设计的变量施肥控制系统进行模拟测试调试和田间调试实验。分析测得实验数据的误差,并提出改进建议。本控制系统通过大量实验及测试,实验证明,能够准确实现预定施肥目标。