近年来,在国家政策推动下,有机肥在我国农业生产中越来越被重视,在农业肥料投入中的占比不断提高。但是,目前国内的有机肥撒施机械存在撒肥作业粗放、自动化程度偏低等问题,难以根据农艺要求精准控制有机肥的撒肥量,限制了有机肥的推广使用。因此,本文通过对有机肥撒施机的定量排肥机构和控制系统研究,实现散粒有机肥的定量精准撒施,从而解决上述问题。本文从散粒有机肥的物理特性测定分析入手,对有机肥撒施机的定量排肥机构进行优化设计与动态仿真,确定控制系统的软硬件设计方案,并进行了田间试验验证。主要研究内容如下:(1)通过分析有机肥撒施机械的国内外研究现状,确定研究目标和技术路线。通过研究散粒有机肥的物理特性,测定散粒有机肥的含水率、粒径、容积密度、休止角等参数,为后续研究提供基础数据。经测定,试验用散粒有机肥的粒径主要分布在2.8 mm～4.0 mm区间,峰值粒径达6.5mm,中位粒径为3.5 mm,含水率为9.1%,容积密度为0.61 g/cm~3,休止角为38.8°。(2)为实现有机肥撒施机控制系统的应用,对离心圆盘式有机肥撒施机的定量排肥机构进行优化设计,主要改进了输肥链板和挡肥板的驱动方式,并利用EDEM仿真软件创建颗粒模型,对排肥过程进行动态仿真。仿真结果表明,优化后的有机肥撒施机排肥稳定性好,输肥链轮转速变化与排肥量变化非线性相关,挡肥板开度大小与排肥量变化线性相关。(3)设计有机肥撒施机控制系统的整体方案,对各控制元器件进行设计选型。通过GPS模块监测机器作业速度,安装转速传感器对输肥链轮转速大小进行监测,安装位移传感器对挡肥板开度位置进行监测。并通过角度传感器监测肥箱门打开状态,利用多个监控摄像头对肥箱内部和撒肥作业效果进行实时观测。挡肥板、肥箱门的开度通过控制液压阀的开启时间进行位移控制,输肥链轮转速大小通过控制液压流量阀的流量大小实现转速控制。(4)通过对散粒有机肥撒施机的排肥过程研究,确定撒肥量控制算法,构建T-S模糊神经网络控制模型,利用样本数据对模糊神经网络进行训练学习,实现对撒肥量的预测控制。(5)进行田间试验,验证控制系统的实际作业效果。根据单工况排肥试验结果,输肥链轮转速工况下最大控制误差4.9%,平均误差3.3%;挡肥板开度工况下最大控制误差为3.9%,平均误差为2.5%。根据大田撒肥试验结果,在不同撒肥量需求下,控制系统设定撒肥量与实际撒肥量的最大偏差为9.3%,平均偏差为7.2%。试验结果表明,该控制系统可有效监控撒肥作业情况,撒肥量控制范围可满足需要,控制稳定性较好,满足农业生产需要。