为了解决传统播种机施肥地轮打滑影响施肥效果、作业方式不灵活、国内施肥多对单质肥料或复合肥料进行控制,不能实现多肥料自动配比、精准施肥的问题,本文参考查阅了目前国内外施肥的研究现状,提出了电动播种机自动配比施肥控制系统的研究与试验,主要研究内容如下:(1)研究分析了常见的3种施肥控制方案、排肥器的机构特性和影响施肥量变化的主要因素,设计了基于电机转速调节的闭环施肥控制方案。对排肥器转速进行计算,得出排肥器所需转速与单位时间施肥量的关系式。分析PID算法的原理、计算量、精准度,结合系统的运算能力,选取增量式PID加入系统电机转速闭环调节。(2)研究了上位机设计的要求和功能,定义上位机系统的模块功能,完成上位机设计开发。确定上位机硬件选型、界面设置以及通信协议的制定,包括地址分配、上位机对下位机发送的控制指令协议格式、下位机向上位机发送数据的指令格式、正常与异常数据的标志位、指令发送的方式。(3)完成了下位机施肥控制器的硬件设计与程序设计。确定STC15W4K32S4单片机作为下位机的核心处理器,分别对无线通信模块电路、电源电路、排肥器转速测量电路、电机驱动电路以及机车速度采集电路进行设计。设计肥箱一体三箱式的结构,实现氮、磷、钾3种肥料的自动配比施肥。完成施肥控制器的看门狗配置、串口通信及电机驱动程序设计,将PID算法加入到电机转速控制程序中,提高了系统动态响应特性和控制精度。(4)完成了静态标定试验和田间动态试验研究。静态标定试验通过调节PWM占空比控制排肥器转速,建立了占空比与排肥器转速的关系方程,将所得数据拟合,得出排肥器在有效工作长度较大的情况下,其工作特性具有较好的一致性和稳定性。田间动态试验通过对试验数据计算、分析,得出系统对单质肥料的控制误差<9%,各行排肥量一致性变异系数<13%,总排肥量稳定性变异系数<7.8%,满足并优于国家施肥机械质量评价技术规范。(5)系统作业方式灵活,使用方便,精准施肥。可根据输入配方信息对氮肥、磷肥、钾肥在线自动配比,减去了人工配比的繁复劳动,降低了农业生产成本、提高了肥料利用率、减小了生态环境污染,具有良好的社会效益、经济效益和生态效益。