目前我国的小麦、玉米等农作物种植领域主要依赖施用固体颗粒肥来提高小麦等作物的生产量，但是固态颗粒肥利用效率低而且容易造成环境污染等问题。与固体颗粒肥相比，液态肥优势明显，如效率高、使用便捷、制造成本低和基本无环境污染等。液肥取代固体颗粒肥是必然趋势，但是我国液肥施用技术还不是很成熟。主要体现在两方面，一是液态肥施用机械技术发展落后；二是液态肥施用控制技术发展滞后。本文针对我国液态注肥机及其控制系统现状，在国家农业信息化工程技术研究中心研制的3ZF-150型轮式点状液态注肥机的基础上，开发了一套完善的液态肥变量注肥控制系统，实现液态肥的精准变量注肥。不但可以有效地提高液态肥料的利用率，同时也是推广液肥应用的重要措施。本文的主要研究内容为以下几点：　　（1）对液态肥变量注肥控制系统进行了需求分析与整体方案的设计。简介了液态点状注肥机的机械结构；在现有的注肥机机械结构上，进行了控制系统的需求分析，并对影响注肥精度的关键因素进行了分析，在此基础上提出了控制系统的设计方案；开展了液态肥变量注肥控制系统的设计，确定了控制系统从上位机主控系统何下位机监控系统两个方面进行设计。　　（2）进行了控制系统上位机主控设备的设计。完成了主控设备人机交互模块以及通讯模块的选型工作；对人机交互模块软件开发环境以及工程的建立过程进行了简介，完成了人机交互模块的界面设计；对人机交互设备的程序范例进行了介绍，在此程序范例的基础上完成了主控设备与下位机监控设备之间通信程序的设计。　　（3）完成了控制系统下位机监控设备的硬件设计。根据系统要求，规划了监控设备硬件设备设计方案；根据系统设计需求分析，完成了管路以及电子元器件的硬件选型，完成了车速传感器的设计。　　（4）完成了控制系统下位机监控设备的软件设计。根据系统要求，对下位机监控系统软件设计进行了方案规划；对控制系统涉及到的PID算法进行了综述，并且分析了PID算法的不同实现方式各自的特点，并进行比较，选出了最优的控制算法；完成了下位机监控系统中压力控制单元和流量控制单元的软件设计；利用仿真软件对压力和流量PID控制算法的PID参数进行了优化。　　（5）针对控制系统整体设计要求，对控制系统以及整机进行了试验验证。进行了流量传感器仪表系数标定试验，提高了注肥量控制精度；对压力控制单元进行了控制效果试验，结果表明系统可以对压力控制具有良好的响应速度和控制精度，压力控制试验平均误差为2.86%；对流量控制单元进行了注肥均匀性试验，试验结果表明静止注肥量试验相对误差维持在1%左右，对流量具有良好的控制精度；对控制系统和样机的工作性能进行了大田验证试验，试验数据显示，注肥量最大相对误差维持在10%以下，平均相对误差为5%，说明机具以及控制系统具有良好的作业性能。