喷雾作业传统的做法是把某一片土地的农作物看作是具有遭受病虫害严重程度相同的对象进行管理。其实,即使在同一农田内,地表上、下影响作物生长条件和产量因素存在明显的时空分布差异性,尤其是农田内作物病、虫、草害,总是先以斑块形式在小区发生再逐步按时空变化蔓延。如果对农作物实施均匀喷雾作业就很容易造成农药污染,而变量喷雾能根据农作物所受病虫害的程度进行施药,是减少农药过量使用的方法之一。本文在对国内外变量喷雾技术研究情况进行分析和总结的基础上,提出了以单片机为控制核心,采用PWM(脉宽调制)技术控制电动隔膜泵的工作频率从而实现对背负式喷雾器的喷雾流量进行调节。论文设计出相应的变量喷雾控制系统并对其喷雾流量控制特性以及喷雾特性进行了试验研究。主要工作如下：1、在分析国内外变量喷雾方式及变量控制原理的基础上,结合本课题研究的具体要求,提出并确定了以单片机、驱动电路、测量仪表、调节按键及电动隔膜泵相结合的农药变量喷雾控制系统及性能试验整体方案。2、完成了变量喷雾控制系统的硬件设计及软件开发。硬件系统主要包括控制模块、电源模块、驱动模块以及占空比调节模块几个部分。控制模块由MSP430单片机及晶振和复位电路构成,其产生低幅值方波信号,经电源模块及由IR2103驱动芯片和功率场效应管所组成的驱动模块带动隔膜泵工作。占空比调节模块由单片机产生方波信号,其输出不同脉宽的电压到隔膜泵电机两端,从而使流量调节得以实现。3、根据系统试验需要,设计并搭建了雾滴分布试验台、雾滴粒径测量试验台、雾滴速度场试验台并确定了基本的试验方法。试验在方波信号频率为8kHz下进行,将占空比调节范围设定为40%--100%,并划分为40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%七个挡,分别测量对应挡位下的流量控制性能以及雾滴分布、雾滴粒径、喷雾角、喷雾速度场等喷雾特性。4、对试验所得数据进行了细致分析并对各工况下喷雾量控制和喷雾特性进行了详细论述。结果表明,该喷雾量控制系统的喷雾量是关于占空比的二次曲线(相关度达0.98),喷雾量调节范围为1.71。随着占空比的增大、雾量分布越来越分散,分布跨度越来越大,基本呈现由中间向两边逐渐减小的正态分布。雾滴粒径随占空比的增大呈逐渐减小趋势,当占空比从40%增加到100%,Dv0.5减小32.386μm,粒径变化范围基本位于一个相对合理的值域。随着占空比的增大,喷雾角总体呈现缓慢增大的趋势,最小值为41.53°,最大值为61.78°。随着喷雾量的增大,雾滴速度也随之增大,形成较为明显的速度场分布梯度。总体规律是：速度场分布大体呈现从上往下逐渐减小的趋势,速度最大值始终位于喷嘴附近,轴线及附近区域的雾滴速度增大较快,而两侧区域雾滴速度增速则相对较缓。试验结果表明,该变量喷雾控制系统工作性能稳定可靠,可操作性好,喷雾质量较高,与背负式喷雾器相兼容,能有效应用于农业生产。