精量玉米免耕播种施肥是保护性耕作主要的技术环节,具有省种、省肥、工作效率高、出苗好等优点。玉米免耕播种田间工况复杂,因而对精量播种施肥的工作性能要求较高。研究适用于精量玉米免耕播种施肥机漏播补偿和穴施肥控制,能够保证播种施肥质量,降低作业成本,提高免耕播种的经济效益。本文研究结果能够为提高玉米免耕播种施肥机播种施肥性能的相关研究提供参考。论文结合国家自然科学基金面上项目“机械免耕播种切拨防堵装置的工作机理与参数优化研究”（项目编号:51275318）和公益性行业（农业）科研专项（项目编号:201503116-09）的实施,针对目前玉米免耕播种施肥机播种施肥作业时,田间工况复杂,播种存在漏播,施肥存在肥料浪费等问题,在对国内外精量播种施肥技术分析、研究的基础上,运用机械设计、自动控制、离散元仿真、Simulink仿真与正交试验等理论研究方法,对精量玉米免耕播种施肥机漏播补偿和穴施肥系统进行研究,研制了一种便携式的播种施肥性能监测系统,实现了对播种质量和施肥量的实时监测;研究了精量玉米免耕播种施肥机漏播补偿和穴施肥控制,实现了精量播种和穴施肥的农业技术要求。论文取得的主要研究成果及结论如下:（1）通过对播种施肥性能的分析,研制了一种便携式播种施肥性能监测系统。通过设置相关参数,实时监测排种合格率、漏播率、重播率、变异系数和施肥量等性能指标。台架试验结果表明:对播种量的监测精度均值为98.59%,变异系数为0.51%;漏播监测相对误差均值为8.33%;重播监测相对误差均值为11.63%;施肥量监测精度为98.47%。对排种轮转速、粒距、机器前进速度进行了二次回归正交试验,确定了排种器合格率的最佳工况组合,通过田间试验验证了对排种器排种的监测性能。在设定的播种条件下,播种性能监测系统合格数监测绝对误差为3,相对误差为0.50%,漏播数监测绝对误差为5,相对误差为11.90%,重播数监测绝对误差为2,相对误差为12.50%。（2）通过对漏播自补偿的补种性能分析,漏播自补种需在排种器内部安装漏播监测传感器提前监测漏播信号,在特定的粒距和播种速度范围内,能够实现漏播自补偿功能。通过对漏播辅助补偿的补种性能分析,漏播辅助补种需合理设计补种器与主排种器的安装位置,结合先进的控制算法,提升控制器的动态响应性能,实现精确的漏播补偿功能。通过对漏播辅助补偿装置的研究和补种性能试验可知:单粒漏播时:补种相对误差最高为7.69%,最低为2.05%;连续两粒漏播时,漏播补种性能受播种速度和播种粒距的影响较大,补种性能随着播种速度的增加和粒距的减小而降低。（3）通过建立补偿驱动的数学模型,应用滑模变结构控制理论对漏播补偿控制的动态响应性能进行仿真分析。通过补种控制算法,在确定补偿装置与主排种器的安装位置后,通过控制补偿装置转速和响应时间实现精确补种。对排种器安装高度H、粒距Ll、传送带速度?m进行了二次回归正交试验,验证了漏播补偿控制的性能。当播种机行进速度为7 km/h时,排种器高度为11.98 cm,粒距为22.28 cm时,补种合格率综合效果最优,为93.51%。田间试验表明,安装漏播补偿装置后,在播种速度为7 km/h时,播种漏播率由11.82%降低到3.24%,有效地提高了播种质量。（4）通过对穴施肥装置的研究,应用颗粒系统仿真软件（EDEM）对穴施肥装置成穴性能进行了仿真试验,表明穴施肥装置在播种速度37 km/h时,穴施肥机构成穴性能较好,成穴性能随着播种机速度增加逐渐减弱。（5）通过对穴施肥控制算法研究,实现了穴施肥位置和穴施肥量的控制。采用正交旋转组合试验,以播种机行进速度、鸭嘴阀开口角度、穴施肥装置安装高度为试验因素,穴距精度和穴施肥量精度为试验指标,应用响应面分析法,对3个因素进行正交试验。结果表明,在播种机行进速度37 km/h,开口角度33.37o,安装高度17.30 cm时,穴距精度可达84.76%,穴施肥量精度可达87.20%,满足玉米精量穴施肥控制技术要求。