植物保护是现代农业生产的重要环节之一。目前,控制病虫草害最常见的方法是化学治理,然而在防治过程中,大部分药液飘散在空气中、沉积在土壤里,不仅浪费了大量的药剂,而且这些残留的药液成分很可能会进入到生物的体内,严重威胁了人类和动物的生命安全,同时也对环境造成了污染。因此,为了减少农药对环境的污染程度,可变量喷药技术是当前植保机械研发的重要内容和发展方向。植保机可根据喷药目标的要求,通过提高农药的利用率来减少对环境的污染。本文主要针对植保机变量喷药系统的输出流量进行控制。本文根据植保机实际工作过程中对喷药量的要求,研究了两种情况下变量喷药系统的数学模型。一种是在恒压变量喷药系统的情况下,基于磁路方程,运动方程,流量方程对变量喷药系统进行集中参数建模。由于恒压变量喷药系统的压力存在一定范围内的波动性,导致系统存在不确定性,因此将系统的模型建立成二阶线性不确定状态空间模型。针对所建立的不确定线性状态空间模型,设计构造了基于最优控制的鲁棒输出跟踪控制器,使输出跟踪误差收敛到0。在进行控制设计过程中,先构建系统增广状态方程,然后构建关于标称系统增广状态方程带有指定稳定度的最优性能指标。最后,在MATLAB仿真软件中编写程序,验证恒压喷药系统对输出流量控制所设计的鲁棒控制器的控制性能。另一种是在变压喷药系统的情况下,通过直接驱动阀控制柱塞泵的输出压力,将直接驱动阀控制柱塞泵的输出压力的方程与比例减压阀控制流量的方程进行耦合,得到四阶非线性系统模型。然后对模型在工作点处进行线性化,由于对被控对象进行线性化过程中使模型产生一定的误差,最终得到变压喷药系统为标准的四阶线性不确定系统。给出了变压喷药系统的鲁棒输出跟踪控制策略,并在此基础上引入调整因子,得到改善后的控制率。最后,利用MATLAB仿真软件编写程序,实验说明了本文基于最优算法的鲁棒跟踪控制策略对变压喷药系统的输出压力和流量达到良好的控制效果。