变量喷雾作为精确农业中的重要组成部分,其核心是采用GPS、地理信息技术或实时传感器器技术获取农田小区域内病虫草害的差异性信息,采用压力控制方式、流量控制方式或药液浓度调节式控制方式精确、快速地实现按目标喷量进行喷雾作业,并且具有良好的雾化特性。本文在对国内外变量喷雾技术研究情况进行分析和总结,提出了采用PLC控制电动比例调节阀对系统喷雾流量进行控制的新方法。设计出相应的变量喷雾系统和配套的测控软件,实现了对喷雾流量的控制和动态数据的采集,最后对变量喷雾系统的喷雾流量控制特性进行了试验研究。主要完成以下研究工作:1)测定了变量喷雾系统的喷雾流量调节范围,测得最大可调比为7(配置N11053型喷头);最小可调比为3.2(配置N6014型喷头)。2)研究了电动比例调节阀流量调节特性并设计出流量控制算法(1)两种喷头配置下电动比例调节阀都表现为抛物线式的流量调节特性;皆存在较大的流量调节死区及饱和区;皆存在较为明显的迟滞特性,并且喷雾流量调节范围越大,迟滞特性越明显。(2) N11053型喷头配置下系统对应的最佳调节区域为3～5L/min;而N6014型喷头配置下系统对应的最佳调节区域为1.5～2.1L/min。3)研究了变量喷雾系统定量喷雾精度随流量变化的规律(1)无论是调大喷雾流量还是调小喷雾流量,小目标喷雾流量(0.7 L/min)处和大目标喷雾流量(4.5 L/min)处的实际喷雾流量波动很小,其它目标喷雾流量区域中的实际喷雾流量波动相对较大。(2)调大喷雾流量时,喷雾误差总体上呈下降趋势,而调小喷雾流量时情况正好相反,从而可以得出大流量调节时的精度要比小流量调节时高。4)研究了变量喷雾系统喷雾流量瞬态特性(1)将调小喷雾流量的调节幅度增大时,变量喷雾延迟时间会相应增加,从0.3s上增大至1.5s;将调大喷雾流量的调节幅度增大时并不符合上述规律。(2)当以超过0.35L/min的调节幅度增大喷雾流量时,喷雾流量将会产生超调现象,而以任何幅度减小流量时,都不会出现超调。(3)在电动比例调节阀与开关电磁阀组合控制方式下,可将0.6L/min至4.5L/min调节幅度下的变量喷雾延迟时间从1s缩短至0.8s,但也使超调量增加0.07L/min(占目标喷雾流量的1.5%)。