关键要点
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本文介绍了微机控制的水精确喷施系统的研制及其原理。
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该系统采用了PC-单片机集散式测控系统对水的喷施进行精确控制。
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系统包括了流速、风力风向、零基准检测电路，89C51 扩展电路，变频调速电路和步进电机驱动电路等组成部分。
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系统实现了对田间操作单元到基准点距离的精确控制，同时驱动步进电机带动喷头进行转动，实现精确量喷施。
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该系统具有较高的控制精度和稳定性，可用于节水农业领域。
微机控制的水精确喷施系统的研制
这一章节介绍了“节水农业”的重要性以及一套基于微机和步进电机驱动、变频调速技术的精确控制系统的研制过程。该系统能够实现对水的喷施进行精确控制，并且可以根据作物生长的不同需求来调整喷施量和喷施范围。该系统的设计包括了流速、风力风向、零基准检测电路、89C51扩展电路、变频调速电路、步进电机驱动电路和PC与单片机通讯电路等硬件部分，以及变速PID算法和变量求和的方法等软件部分。该系统的应用可以有效地减少农业灌溉中的水浪费，提高农业生产效率。
基于微机的农田精准灌溉控制系统设计
这一章节介绍了基于微机的农田施肥控制系统的主要结构和功能。该系统包括数据采集和前向通道接口单元、89C51单片机扩展单元、后向通道和输出控制单元、PC与单片机间通讯电路单元以及辅助单元。其中，变频调速控制部分采用闭环回路，步进电机控制部分采用开环控制。该系统能够完成对工作现场的风力风向、喷头出口速度进行检测，并根据含水量进行数字滤波、变速的PID计算并输出控制变频器调节水泵电机转速，实现对田间操作单元到基准点距离的精确控制，同时驱动步进电机带动喷头进行转动，以达到精确量喷施的目的。
系统硬件设计与扩展电路分析
这一章节介绍了系统的硬件设计，包括流速、风力风向、零基准检测电路以及扩展电路。其中，流速检测电路由通球MC流量器、红外发光二极管、光敏二极管、光栅、运算放大器及电压比较器组成；风力风向检测电路由WD1/WS1风速、风向传感器、运算放大器、A/D转换器组成；零基准检测电路由红外发光二极管、光敏二极管、光栅、电压比较器组成。此外，单片机还扩展了一片8279作为键盘设定及显示接口，一片8255A作为并行I/O扩展接口，并预留了P2.0~P2.2供存储器的扩展。整个系统的设计非常复杂，需要多种不同的电子元件协同工作才能实现。
基于单片机和变频器的农业灌溉控制系统设计
这一章节介绍了利用单片机和变频器组成的自动灌溉控制系统的工作原理和技术细节。系统通过比较田间喷射区域内各操作单元的含湿量与标准含湿量，并使用PID技术进行计算，最终将结果转化为0~5V的信号输入到变频器的外部频率指令端口，从而实现对水泵电机的无级调速，达到对任意操作单元的精确控制。该系统采用了日本三菱公司的FR-A540-3.7k变频器，同时还包括了多输入量的步进电机控制。系统软件设计的难点在于步进电机控制部分，需要考虑多个因素的影响，如欲喷的操作单元与基准零轴间的夹角、工作现场的风力和风向以及欲喷操作单元的含湿量与标准含湿量间的差值等。整个系统的运行效果取决于各个部件之间的协调配合。
基于步进电机和变频调速控制的位置控制系统
这一章节主要介绍了本控制系统所采用的技术方案以及其优缺点。该系统采用了步进电机和变频调速控制，可以实现较为精确的位置控制，并且具有较好的启动性能和低噪音特点。此外，变频器本身的过流、过载保护性能也有助于提高整个系统的安全性。然而，由于水流形状受到多种因素的影响，如喷头的仰角、出口速度、风速、风向、喷头结构等，因此对于控制对象的建模比较困难，误差较大。为了保证必要的精度，需要限制水泵电机的转速范围，并进一步研究如何改善系统的精度。参考文献包括了关于农业用水危机与节水农业的研究论文，以及一些与电子技术和单片机应用相关的书籍。