水肥一体化技术就是将水和化肥按照一定比例混合后再进行灌溉,而水肥一体机的功能就是混肥。目前存在的水肥一体机中混肥方式有很多,如:借助压力系统或地形自然落差将肥料输送;利用阀门的打开程度对施肥量进行调节;借助混肥桶,在混肥桶中将水和肥混合好后再进行灌溉等方式。现在大部分混肥方式都不能进行精确的输送,这就造成了化肥的不合理使用,进而引起了环境污染等一系列的问题。针对精确灌溉这一问题本文进行了定量泵控制系统的设计。课题研究的目的是控制水肥一体化中化肥的定量输送,根据上位机发送的信息控制定量泵进行工作。定量泵的设计改装。定量泵由驱动部分和液体输送部分组成,通过对几种电机和泵体优缺点的对比,结合本系统的工作环境,最终选取伺服电机作为定量泵的驱动源,选取挠性叶轮泵作为定量泵的液体输送部分。设计并制作了连接器,将两部分连接在一起组成一个完整的定量泵。定量泵特性关系研究。设计并搭建了实验平台,进行了大量的定量泵特性关系研究实验,利用MATLAB软件对测得的数据进行分析,通过多种拟合方法的对比得到了此定量泵的压强(MPa)、转速(r/min)、和流量(lb/min)三者之间的三维曲面关系特性,将得到的三维曲面图简化为平面图,并求出平面图的数学模型表达式。通过大量反复实验将得到的数学模型表达式参数进行优化,提高了数学模型精度。定量泵控制系统的设计。通过对定量泵控制系统的功能需求分析,进行了控制系统的功能设计。在此基础上设计了以STM32F103ZET6微处理器为控制核心的硬件电路和软件程序的开发,其中包括最小系统电路、按键电路、通信电路、驱动电路等模块。并根据得到的数学模型设计了系统的控制算法,使系统根据上位机发送的信息自动计算参数值,进而控制定量泵运行。