黄淮海麦玉轮作区秸秆全量还田模式下,小麦秸秆韧性好、粉碎还田效果差以及土壤较为黏重,传统被动式地轮驱动易秸秆缠绕、拥堵及黏土量较大,播种作业易断条。为有效解决此问题,本文以勺轮式排种器为研究对象,设计了一款玉米电控精量播种机。该播种机在田间作业时,通过USART HMI四线制触控串口屏人机界面向控制器输入理论期望粒距,由GPS测速传感器采集机具作业速度,结合旋转编码器实时采集排种器作业转速,基于模糊算法对PID参数进行自整定,得到排种器目标转速,通过控制器调节相应PWM占空比,以实现通过机具作业速度实时控制电机转速,以达到精密排种目的。具体研究工作及结论如下:(1)对精量播种技术方案进行比较分析,对整机结构进行参数化设计;第一,选定播种装置;第二,对电控播种装置单体结构进行优化设计,确定机械传动方案并计算优化;第三,对整机关键部件进行选型;第四,开发设计台架测控系统,对台架系统软件和硬件部分进行设计,进行台架试验,为控制系统大田试验提供参考数据。(2)以勺轮式排种器为研究对象,分析播种过程原理,确定控制软件设计总体方案和控制系统硬件总体设计方案。(3)按照控制系统总体设计方案,对控制系统硬件和软件两部分进行设计。硬件设计具体分为六块内容:微控制器系统、速度采集模块、电控播种控制模块、人机交互模块、信号调理模块、硬件抗干扰技术;软件设计具体分为六块内容:主程序设计、电控驱动排种子程序设计、显示子程序和株距调节子程序设计、速度采集子程序设计、PID控制算法设计、软件抗干扰设计,其每一单独部分通过控制流程方案和主程序代码进行设计分析。(4)进行台架试验,试验结果表明:实际转速的变异系数均小于10.0%,实际转速在理论转速附近波动范围小,符合控制要求;实际排种株距值允许波动范围为0.5Zs<ΔZs<1.5Zs,实际播种株距均未超出允许波动范围,变异系数在8%以下;在模拟机组前进速度为3~8km/h下,不同工况下变异系数均在15%以下,实际排种株距均在允许范围之内,随着机组作业速度增大,株距平均变异系数分别为10.88%、11.63%、11.88%、12.88%、14.00%和14.13%,满足玉米种植农业要求进行大田试验,试验结果表明:该电控播种机在田间作业时,播种株距合格指数≥87.75%,平均值为90.89%,漏播指数均小于4%,平均值为2.54%,与市场上常见的勺轮式玉米排种器相比合格指数提高2.12个百分点、漏播指数降低4.32个百分点,播种性能良好,满足玉米农艺种植要求,为玉米精量播种研究提供了一定参考价值。