精密播种和精准施肥是未来农业的发展方向,气吸式小麦精播机作为现有精播机中作业精度最高的播种机械,但仍然存在地轮打滑导致的漏种(肥)、拖拉机停车或掉头时变速箱动力输出停止导致的漏播以及电机转速较高时调节失控等问题。针对目前气吸式小麦精播机存在问题,以PWM电液比例控制的气吸式小麦精播装置为研究对象,对其运行机制和内在原理做了充分研究,建立了基于PWM电液比例控制系统模型和垂直双吸盘排种器几何模型,本文研究重点主要体现在以下三个方面。(1)PWM电液比例控制系统设计。通过自主设计液压站以及电液比例控制相关元器件的选取,设计了PWM电液比例控制系统。该系统以STM32为控制核心,实时采集拖拉机前进速度、排种排肥轴转速,结合PID控制算法,实时调节排种排肥轴转速,使其与拖拉机前进速度精确匹配,保证播种株距稳定性及施肥均匀性,并在播种施肥过程中通过触摸屏实时监控,实现气吸式小麦精播装置智能化控制。(2)PWM电液比例控制系统模型建立与仿真分析。根据自主设计的PWM电液比例控制系统,以排种驱动为研究对象,应用AMESim软件,建立基于PWM的电液比例控制系统模型,通过仿真试验验证电液比例控制系统设计的可行性以及液压元器件选型的合理性。(3)气吸式排种器DEM-CFD气固双向耦合仿真分析。通过Pro|Engineer软件和STAR-CCM+软件分别建立排种器几何模型与小麦颗粒模型,通过STAR-CCM+软件,分别以压力优先控制和转速优先控制对垂直双吸盘排种器排种性能进行了仿真分析。试验结果表明:通过仿真试验得到,排种轴转速为70 r/min,气吸室压力为-2.5 kPa时,排种器排种效果最佳,在样机试验中仿真结果得到进一步证实。根据样机播种施肥试验分析,发现当PWM电液比例驱动控制排种排肥轴时,其转速响应时间快,运行平稳,排种稳定性变异系数小于2.95%,排肥稳定性变异系数小于3.99%。