农产品的产量和品质一直是我国国民经济的基础，然而，由于我国植保机械的科技水平不够先进，精度较差，在进行施药作业时会使农药用量超标，导致了粮食、果蔬等农作物附着大量残留农药，不符合我国农业绿色发展理念。　　对靶变量施药是一种实现精准施药的重要技术手段，是植保装备发展的方向。针对果树精准对靶变量施药，设计了一套应用于果园的超声对靶变量施药系统，使用超声波传感器实时探测果树靶标树冠体积，以此为基础决策出靶标对应施药量，并根据实时车速、流量等信息，实现对果树的变量施药控制。　　本文的主要研究内容如下：　　1、分析并确定了本系统的整体设计方案。根据系统设计目的与要求，针对当下比较热门的果树外形轮廓探测方案和变量施药控制方案分别做了阐述，经对比分析后选择使用超声波传感器对果树靶标体积进行探测，并介绍了本文使用的果树外形体积计算方法，选择使用PWM控制技术对靶标施药量进行实时控制以及介绍了对应的流量控制算法。　　2、系统硬件设计。提出使用ATmega16单片机作为主控制器的对靶变量施药硬件系统，分别对果树外形轮廓探测子系统和变量施药控制子系统的主要功能模块做了详细分析设计。　　3、系统软件设计。应用MODBUS通信协议并基于RS-485总线构建了本系统的通信网络。使用C#开发了上位机人机交互界面，使用户更直观的观测系统参数并对其进行设置。通过单片机软件程序，实现了树形检测、变量施药、速度和流量检测等功能。　　4、系统调试及试验验证。搭建了基于超声波传感器的果树外形探测平台，通过试验校准传感器的有效测量范围与启动间隔时间。通过对果树模型以及果树实体探测试验，证明了基于超声波传感器对果树外形进行探测的可行性和普适性。根据果树体积进行了基于PWM控制的变量施药试验，分别得出0.2、0.3和0.4MPa压力下PWM占空比与施药流量的关系模型。试验表明，当压力波动保持在一定范围内时，随着施药流量增大，压力波动对其控制效果影响就越小。