基质袋栽培具备解决设施农业和露天农业种植之间争地的矛盾、扩大农业种植空间、克服土壤连作障碍、提高作物产量等优点,在国内外农业生产中被广泛采用。但是,现阶段基质袋的生产缺乏针对性较强的专业机械,主要依靠人工进行包装,劳动强度大,生产效率低,不能满足市场需求和现代农业的发展。针对以上问题本文设计了一种小型基质四面封自动包装机,其主要研究内容和结论如下:（1）基质包装机总体方案设计。为了实现基质的自动化包装,分别提出了立式与卧式、四面封与三面封的基质包装机,考虑到实际工作条件和基质袋规格,最终确定卧式袋成型-充填-四面封口基质包装机。基质包装机主要由搅拌定料仓部件、成型机构、热封切断机构、包装膜行进系统组成,对定量充填机构、制袋成型机构、热封切断机构进行了方案对比分析,最后分别选择了定容积式定量泵充填机构、组合式制袋成型机构、可拆卸式热封切断机构,并最终确定了基质包装机的总体方案和工作原理。包装材料选择0.08 mm厚的低密度聚乙烯薄膜。（2）基质包装机关键零部件的设计及仿真研究。设计搅拌定料仓部件由料仓、搅拌机构、定料转仓组成,其传动机构由链传动、电磁离合器和槽轮机构组成,完成基质的搅拌定量过程;利用EDEM软件对搅拌定料过程进行了仿真,仿真结果表明:搅拌机构理想转速为180deg/s～360deg/s,定料转仓理想转速为90deg/s～180deg/s,两者的转动方向对搅拌定料过程影响不大,在两者间加装隔板更有利于基质的搅拌定料。设计成型机构由盒体、侧挡板、底托板及传动机构组成,完成基质包装的成型、制袋过程,其中盒体由40个不同组合块构成,可实现12种不同规格基质袋的成型。进行了热封参数确定试验,明确了基质袋的热封参数为:热封温度145℃、热封压力225 N、热封时间1.5 s;在此基础上设计热封切断机构由12个组合块构成,可实现9种不同规格基质袋的热封切断,实现了基质袋在同一工位先热封后切断的工作顺序。（3）基质包装机控制系统的设计。为实现基质袋自动化包装,对基质包装机的控制系统整体结构进行了设计;控制系统的输入元件由手动开关、接近开关、温度传感器组成,控制中心为可编程控制器（PLC）及其温度扩展模块,输出元件由步进电机、驱动器、电磁离合器、固态继电器指示灯等组成,并对以上硬件进行了选型;在明确了基质包装机工艺流程及单周期生产工作时序控制后,对控制系统的软件进行了设计,完成了PLC控制程序的编写。设计了双模糊PID温度控制模型,运用MATLAB软件进行了温度控制仿真并进行了温度控制试验;仿真结果表明:该控制模型具备较好的抗干扰性鲁棒性、抗模型失配鲁棒性,温度控制试验结果表明:双模糊PID控制器可将温度误差控制在-1.5℃～1.5℃之间,温度控制过程快速准确。（4）基质包装样机试制与验证试验。为了验证基质包装机的工作性能,根据基质包装机总体方案、关键零部件和控制系统的设计,对基质包装机进行了试制与调试,并进行了验证试验;调试结果表明:样机可顺利完成基质搅拌、定量充填、成型制袋、热封切断、成品输出工作流程,整机运行平稳;样机工作性能验证试验表明:基质袋包装成功率为90%,包装效率为60袋/小时,满足基本工作要求;成品基质袋封口质量评价试验表明:基质袋封口合格率为96%,其中静压试验合格率为95%,跌落实验合格率为100%,热封口强度试验合格率为96%。