张成远， 朱立成， 王瑞雪， 马 明， 郑永鑫， 贾晓峰， 徐庆忠

（1.中国农业机械化科学研究院集团有限公司，北京 100083； 2.吉林省农业机械化管理中心，吉林 长春 130000；3.吉林省农业机械研究院，吉林 长春 130028）

0 引言

随着我国农业的迅速发展，农药施用量也在逐年增加，2020 年我国水稻、小麦、玉米3 大粮食作物农药利用率为40.6%，绝大部分农药都流失到环境中[1]。农药的长期不规范施用会造成作物对农药依赖性加强，流失到环境中的农药造成生态环境的破坏，农药残留量超标问题对人体产生危害，因此农药合理使用是粮食生产需要考虑的重要问题。当前施药多采用手动植保机械，此类机械作业效率低、安全隐患大，因此有必要开展植保机械的研究，进而提高农药利用率、减少农药污染、提高防治效果，是新形势下现代农业的必然要求[2-4]。

本文设计一种基于模糊PI 控制的变量喷药系统，可实时监测喷药机具的流量、压力、作业速度与液位信息等参数，并根据这些参数实时调整喷药量，从而实现合理施药。

1 总体结构设计

当前主流施药系统作业方式相对单一，无法实时调节喷头的开闭状态，因此对作业时行进速度的一致性要求相对较高，可能发生重喷及雾滴分布不均匀的现象[5-6]。在课题组自研喷药系统的基础上，结合当前的变量施药技术，本文设计一种主路节流的可控制多组喷头的变量喷药系统，如图1 所示。

图1 变量施药系统组成与管路结构Fig.1 Composition and pipeline structure of variable spraying system

变量喷药阀组包含手动调节阀与比例电磁阀。……