针对我国农业灌溉中存在的能源供给困难、水资源浪费严重、时针式喷灌机漏喷严重及绞盘式喷灌机作业不便等诸多局限性,为充分发挥平移桁架式喷灌机操作灵活和适用性强的优势,有效利用太阳能资源,实现农业节能减排和农业精准化灌溉。通过将太阳能光伏发电技术与先进的节水灌溉技术相结合,借助现在的传感检测技术、无线传输技术、GPS导航技术及可视化触控技术等,集光、机、电及太阳能高效利用技术为一体,基于DSP和ARM两款微处理器,设计出一套满足桁架式喷灌机高性能运行要求的全数字控制动力系统。具体设计工作包括以下几方面:(1)在对光伏电池输出特性及外界影响规律进行PSIM及Simulink建模仿真研究之上,对相关的MPPT技术进行设计实现,以最大限度的提高光伏转换效率。(2)借助专业的PVsyst光伏设计软件对机组的光伏容量配置及经济性进行设计分析,并开展了太阳能充放电管理系统和供电方式优化切换系统的设计工作。(3)根据水泵永磁同步电机数学模型、空间矢量SVPWM技术的基本原理和控制算法等,基于DSP2812数字信号处理器,以永磁同步电机转速调节为控制对象,完成了相应控制板、功率板及显示板硬件电路的设计。在CCS开发环境下,对永磁同步电机矢量控制方案及修正步长的扰动观测MPPT跟踪进行软件开发。同时,完成喷灌机组驱动直流电机的转速-电流双闭环受限单级式可逆脉宽调速系统软硬件设计。基于上述调速控制系统研究,通过MATLAB/Simulink对系统配套电机的动态性能进行了验证。(4)针对桁架绞盘式喷灌机和渠喂式喷灌机的工作特点,对其恒水位自控系统、交直流取水加压系统、GPS电气联合导航自走系统及一键智能触控系统等进行了设计以及样机的搭建和性能测试。最后,通过对系统可靠性和机组的实用性进行为期半年的不定期大田灌溉测试验证,结果表明:系统工作性能可靠,不仅能满足机组运行的高精度智能控制,实现农业精准化灌溉,而且有效地促进了环保型光伏农业的发展;机组节能特点明显,灌溉质量高,整体性能满足设计和生产需求,推广应用前景广阔。通过本文的研究,初步建立起一整套有关太阳能驱动自走式桁架喷灌机组的基础设计应用理论体系,有助于实现太阳能驱动喷灌机的长远发展。