改革开放以来,我国的经济发展促进了农业机械化的发展,农业生产力得到了快速提高。在此同时,病虫害问题也使农药的使用更加频繁和普遍,由此而带来农药利用率低,环境污染等问题。随着农业机械化水平的提高及其推广使用,从过往的家庭种植慢慢转变为承包型规模种植,传统施药环节中农药喷洒强度逐渐增加,造成的弊端也日趋严重。为了彻底消除传统施药及快速推广的大型植保机械的效率低、污染重的问题,需迫切着重研究并实行变量施药技术,即针对田间病虫害不同分布或作物状态信息而采用不同的施药量及施药方式,实现农业施药环节的的环保及高效益的效果。因此为保证生态环境和农业的可持续发展,必须将变量施药的概念作为农业可持续发展的主要方向。课题结合江苏科技支撑计划“喷杆变换技术及其多功能农药对靶喷雾机研制(BE2012383)”项目以及江苏省农机三新工程项目“多功能变喷杆智能喷雾机研制NJ2014-11”,对基于脉宽调制(Pulse Width Modulation)的变量施药控制系统进行了研究,完成了以下工作:(1)完成了针对变量施药控制系统的整体方案设计,基于脉宽调制的思想,研究确定了供药系统方案,并根据变量施药的具体控制算法思路分析确定了施药回路中所需的各主要器材及所用数据采集装置的型号。(2)根据该变量施药控制系统的整体设计方案,配置了隔膜泵、溢流阀、管路总阀、流量传感器、压力传感器、高速电磁阀和喷嘴等测控部件,构建了一套基于脉宽调制的变量施药控制系统。(3)根据脉宽调制变量施药控制系统需实现的功能,绘制变量施药控制器的电路原理图,并设计和制作控制电路板;为实现各模块的控制要求,使用C语言进行控制程序的设计;进行了应用前试验,该控制器各模块功能实现正常。(4)搭建了基于脉宽调制的变量施药控制系统试验平台,设定压力、PWM频率和占空比进行喷头流量测量。同一工况下,试验3次获取流量数据并取其平均值,运用BP神经网络算法建立关于该控制系统的数学模型,对试验数据进行拟合,并验证了脉宽调制应用于变量施药控制系统的可行性及应用价值。