近年来,农业节水技术发展迅速,现代农业节水技术的发展趋势与方向已经由输水过程节水和田间灌水过程节水转移到生物节水、作物精量控制用水以及节水系统的科学管理,而在精准灌溉和灌溉系统的自动控制方面,我国与国际领先水平的差距还较大,在该领域还处于个别点的试验研究阶段。经过对我国注肥装置的市场现状和需求的调研分析,本文在对灌溉施肥技术研究的基础上,围绕PID控制技术,提出了两种实施方案:可编程控制器应用系统和单片机应用系统。从开发周期和组态方便、维护性好等方面考虑,研制了应用PLC控制系统的自动化施肥系统。本文论述了系统的软硬件设计、器件选型,最后说明了组装调试的步骤和所遇问题的解决方法。针对PLC控制系统价格高的不足,本文提出了单片机控制方案,进行了基于AT89S52的单片机控制方案设计。肥液浓度(EC值)的调控技术是此系统的重点,本文进行了开环阶跃响应调试实验,分析出系统控制对象的特性为惯性、非线性、大滞后。对系统采用数字PID控制理论分析和实验,结果表明控制精度高,但在肥液浓度变化较大时控制性能恶化。采用开环阶跃响应、简化扩充临界比例法和模糊控制,即在常规PID控制的基础上,引入现场操作经验,使控制系统不依赖于系统数学模型,具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。实验表明其控制精度高,能适应肥液浓度变化,具备自整定、自适应特点。控制性能优良,稳定时间3分钟内,精度0.15ms/cm,超调量<15%。由于酸(碱)液即PH值的配制浓度单一,采用阶跃开环控制与普通PID控制配合的控制器,能弥补系统延时大滞后特性对PID控制带来的不利影响,控制效果较好,实验表明其稳定时间3分钟左右,精度0.15PH,超调量<15%。此自动化施肥系统,设备性能达到了工业商品化要求。