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我国作为世界上最大的农业大国之一,农业领域是我国重点发展和研究的对象。而农作物的保护是当今农业发展的关键环节,是影响我国农业生产质量水平的重要因素。目前对农作物的保护和控制病虫害最常用的方法是采用化学防治,比如使用喷洒农药,但在药液的喷洒过程中,大部分液体由于处置不当,在空气中扩散并沉积在土壤之中,这不仅容易引起农药的浪费,还使得大量的化学物质并没有进入目标体内,甚至残留的化学成分很可能直接进入到了生物体,人类和动物的生命也会因此受到了严重伤害和死亡威胁。对于生态环境也是一种破坏。为了减少这些问题的发生和环境的污染程度,我们把可变量喷雾技术作为了植物保护机械的重点研究领域和关键方向。相对于新技术和新设备的使用,部分地区特别是南方一些丘陵山区,依旧采用简陋的人工背负式手动喷洒工具,不仅效率十分低,而且容易引起人体在作业过程中吸入带有农药的药雾,从而引起身体不适,出现中毒症状,造成更大人身安全损失和经济损失。随着经济的高速发展和人类安全意识的提高,人们越来越意识到农业生产中农药的使用量需要合理喷洒,这与喷洒方式一起直接影响着环境保护问题,也是食品安全重要决定因素。目前市面上流行的设备主要是高地隙植保机,其良好的通过性能可以对高杆作物进行喷洒。从而取代传统的手工喷洒工作,提升劳动效率,降低作业成本。但是大部分植保机的喷药方式都比较简单粗放,喷雾效果和喷雾均匀性不佳。本文针对这些缺点,以植保机作为研究平台,以喷雾系统作为研究对象,通过建立作业速度与喷雾流量之间的数学模型,合理优化植保机喷药方式,在保证了喷雾均匀性与喷雾效果的同时,有效减少喷雾量,改善了用药不合理引起的农物损失和经济损失,达到了减施增效的显著效果。本文主要内容有:详细说明了变量喷雾系统的研究背景和意义,当前植保机变量喷雾系统的国内外研究现状,针对植保机的喷雾系统进行研究,分析了变量喷雾系统的组成部分及各个部分的工作原理,通过查阅相关资料进行理论计算和分析对各部件进行选型和设计,通过Visual Basic平台,构建了变量喷雾控制系统的上位机界面,实现了和下位机的操作联动。用matlab平台进行了仿真试验分析。对于系统所需要的各个方面进行理论分析,把各个部分建立起功能模块。然后,根据模块需求,进行编写程序和其他操作。通过建立变量喷雾试验平台,对变量喷雾系统的喷雾均匀性和喷雾量进行数据分析,其中喷雾均匀性试验通过水敏纸得到变量喷雾下喷雾的相关数据,采用“Droplet Analysis”软件进行图像处理和数据分析,验证了喷雾均匀性良好,符合设计的要求,喷雾量的试验则通过手动设定植保机行进速度,采集喷头实时流量数据,通过MATLAB对数据进行处理分析,论证了变量喷药的可行性,该变量喷药系统的研究对植保技术和变量喷雾技术的未来研究方向提供参考。