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我国在最近几年越来越重视粮食安全问题,多个地区也多次发生严重旱灾。水稻是我国最重要的粮食作物之一,其灌溉用水量是非常大的,因此研究高效的自动化、智能化的水稻灌溉技术有着非常重要的现实意义。我国大田灌溉的智能控制技术应用比较少,本文针对寒地水稻大田调亏灌溉进行智能监控系统进行研究,在节水的同时实现水稻优质高产。论文是在黑龙江农垦总局课题《水稻本田现代化管理系统的研究》支持下完成。寒地水稻调亏灌溉Fuzzy-PID智能监控系统采用包括管理级、控制级和设备级三层结构的集中管理分散控制的方式。根据水稻调亏灌溉技术要求,该系统对土壤湿度、水层实时采集,数据经过灌溉Fuzzy-PID算法处理后,通过水泵和电动阀控制对水稻进行适时、精量灌水。设备级完成对水稻灌溉相关数据采集和控制灌溉水量。控制级包括多个子站,下位机PLC是子站的核心,实施对设备级的控制和向管理级的上位机上传初步处理的各种数据,并按照管理级下达的指令对设备级的电动阀等实施控制,每个子站配有一个触摸屏实现现场手动控制。管理级是系统的最高级,上位机选用DELPHI编程语言建立友好的人机界面,其具有以下功能：可在界面上设置水稻生长期,设置系统运行的相关参数；实时监测土壤湿度、水层和灌溉水量等数据；远程手动操作每个电动阀,故障声光报警,数据报表等功能。管理级与控制级间采用无线通信方式。对于灌溉控制这样的具有较大的滞后性、非线性、时变性的控制对象,单纯采用PID控制或模糊控制都不会取得较好的控制效果。系统采用Fuzzy—PID控制方式控制水稻灌溉,它能发挥模糊控制鲁棒性强、动态响应好、上升时间快、超调小的特点,又具有PID控制器的动态跟踪品质和稳态精度。因此在灌溉控制器的设计中,采用了PID参数模糊自整定复合控制,实现了PID参数的在线自调整功能,进一步完善了PID控制的自适应性能。本系统中以土壤湿度的误差e及误差变化率ec作为输入变量,输出控制量为控制电动阀的启闭状态,即电动阀保持原状态、从停止转换为启动和从启动转换为停止。系统有自动控制、远程手动控制和现场手动控制三种控制方式。自动控制方式是数据通过Fuzzy-PID控制算法处理后对电动阀控制实现,另外两种方式是由技术人员根据实际情况实现。本文对系统的硬件、软件部分进行研发和测试,在黑龙江垦区胜利农场科技园实际应用取得了较好的效果。