自動控制技術在農業機械設計及發展中應用

張寶庫

【摘 ? 要】 我國是典型的農業大國，農業在我國的經濟市場也占有非常重要的地位。隨著現在的科技在不斷的發展，社會在進步，而傳統的農業勞作的方式顯然很難適應目前社會上激增的人口量和糧食短缺的問題。本文主要討論了自動控制技術在農業機械設計和發展過程當中的應用策略。

【關鍵詞】 自動控制;農業機械設計;應用發展;探析

中圖分類號：S23 ? ? ? ? ? ? ? 文獻識別碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-1073（2020）12-0070-71

[Abstract] China is a typical agricultural country， agriculture also occupies a very important position in the economic market of our country. With the continuous development of science and technology， society is progressing， and the traditional way of agricultural labor is obviously difficult to adapt to the current social surge in population and food shortage. This paper mainly discusses the application strategy of automatic control technology in the process of agricultural machinery design and development.

[Key words] automatic control; agricultural machinery design; application development; analysis

這些年來農業機械的設計成大功率以及高速和舒適的方向不斷的發展，有很多比較著名的廠商都把全球定位系統等相關尖端細技術使用在了農業機械方面，而自動化的控制技術的應用也變得非常普遍。我國的農業自動化特別是在精準農業方面獲得了很高的重視，隨著計算機還有電子技術等各方面的發展，人工智能也是未來農業發展的重點內容。人工智能的發展對推動以及實現我國農業自動化，并且促使農業自動化的控制技術朝著智能化的技術方向發展有非常重要的意義。而農業機械化的工程技術，相關工作人員也將會面臨更加長遠的挑戰。

1 ?自動控制技術在農業機械應用中的現狀與優勢

1.1 ?現狀

早在很久之前，英國就已經發動了工業革命，而人類因此邁入到了蒸汽時代，機器因此而出現，并且逐步代替了勞動力，這是一場比較典型的技術革命，當然也是一場重大的社會變革。而隨著第二次工業革命的到來，電氣時代業成就了機械化的生產，并且將其投入到了農業勞作當中去，這也讓農業生產力獲得了大幅度的提升，并且也超越了中國。上世紀40年代，第三次科技革命讓人們進入到了互聯網時代，因為發達國家打下了比較堅實的基礎，因此很早就已經開始了改革自動控制技術在農業機械等各方面的應用擁有更加豐富的經驗，農業自動控制技術目前仍然是西方發達國家處于巔峰水平，不管是農業的生產力或者是糧食的產量都是很多發展中國家所難以氣急的。新中國一直成立到如今，我國的改革也在始終堅持進行農業生產已經能夠實現機械自動化的要求，而我國目前也突破了一些障礙，朝著世界更加先進的水平跟進，全力發展我國的農業生產力[1]。

1.2 ?優勢

首先是實時監控自動控制技術使用在農業機械生產當中，最為重要的就是通過電力傳輸來實現對農業機械方面的自動化實時監控，其主要的優勢就是耗時比較短，而且速度很快。其次就是對故障的排查，農業機械非常難以避免發生故障，而自動控制技術方面的投入使用，可以有效的排查故障農業機械當中安裝各種各樣不同的傳感器。這些傳感器對故障排查能夠起到一定的促進作用，同時也可以完成自動化已經轉換的要求，比如農業機械在運作的過程當中出現了一些零件故障，對應傳感器就會主動提供故障的預警，讓機器可以及時停止運作。 還有一些傳感器會自動啟動自我修復的系統來修復故障，這樣也可以讓農業機械使用的便捷性有所提高。再次就是維修成本比較低，有了自動控制技術在農業基線更加廣泛的使用，不但可以讓農業機械獲得更多自我檢查和修復的能力，同時也可以降低農業機械產生故障的幾率，減少維修的次數，提升機械使用的壽命，并且讓農業機械的維修工作變得更加簡單便捷，節省了很多維修的成本。

2 ?自動控制技術在農業機械中的應用探析

2.1 ?灌溉技術的自動化系統

我國是比較典型的農業大國，繼承了長久以來不但傳承的農業生產的技術，并且發展出了很多更加具有時代特色的灌溉工具，比如風力水車等，這些都蘊藏著民眾的智慧，并且讓勞動力有所減輕。而這些工具通過時間的沉淀逐漸演化成為了自動灌溉技術，比如宋代的水轉翻車以及明清的風力水車，都在一定程度上運用了大自然的力量，讓農田獲得了自動化灌溉。隨著我國的改革開放，意識到如今經濟在飛速發展的時代，對農業生產力的要求也在變得更加嚴格，農業生產力因此獲得了更多的提高以及發展，技術也變得更加先進。面對現代日新月異不斷變化的科學技術，比較傳統的灌溉工具和技術很難再占據更多的優勢，并且形成了一定的滯后和浪費的情況。比如目前比較流行的自動化控制技術不但可以進行自動灌溉，同時也可以進行監測和反饋，能及時了解農作物和土壤水分的具體情況，并且把監測出來的數據及時發回給控制單元來完成分析任務之后，再使用中央控制系統分析這個農田種植的農作物特點，制定出更加高效的科學灌溉的時間和時間的用量，確保農田在沒有人看管的情況下，可以有效地給農作物實施自動化的灌溉，并使其能夠盡量節約資源浪費[2]。

2.2 ?農作物施肥的自動化控制

農業的自動化控制系統不但有灌溉系統，同時也有施肥系統，一般情況下是有兩者相互之間配合使用的。在灌溉系統里面加入一些農田農作物所需要使用的肥料，并且通過灌溉系統將水和肥料可以共同輸送，這樣的自動化的控制系統對農作物的監測，通過中央控制系統的計算和控制，能夠有效地將所需要省的化肥用量，及時輸送給不同的農作物。從而實現人工所難以比擬的一種精細化的操作，盡量在最大限度上可以讓成本降低，同時也可以節約人力，使土壤的特性得到控制，對農田的發展能夠起到非常重要的作用。

2.3 ?溫室大棚自動化控制系統

古代因為人們對農作物知識水平認知是非常有限的，因此很多農作物的生長只能夠依靠自然環境。比如山坡以及荒漠等相關環境農作物都是無法順利生長的，這也就造成了古代的農作物產量非常低。目前科技的不斷發展，很多多元化的因素和農業項目結合起來，不但可以讓農作物的產量有所增高，同時也讓農作物可以克服自然環境造成的影響，溫室大棚的產生，讓農作物不再對寒冷懼怕，也不再受到土地的制約，可以真正的實現立體式的發展。通過在農作物上覆蓋塑料膜，可以讓農作物和外界的自然環境相互之間有所隔絕，防止受到大雨以及寒冷氣流等相關影響。在溫室大棚里面加入一些自動化的控制技術，可以及時監測大棚當中的溫度和濕度，并且控制農作物所需要的光照。通過各種比較先進的傳感器，讓信息可以獲得更加有效的監測，并且將信息可以傳遞給中央控制系統進行及時分析和處理，要下達相關指令，讓農作物的生長環境獲得更加有效的控制，使農作物可以時刻存在一種比較良好的生長環境當中。

3 ?自動控制技術在農業機械中應用發展的趨勢與意義

3.1 ?發展趨勢

目前我國的經濟在飛速的發展，這和農業的發展是分不開的，農作物大量的生產也促使很多行業的崛起，各行各業都吸引了很多年輕的勞動力，而農業生產重任，確有很多滯留的老年人以及女性或是孩童擔任。隨著社會不斷地獲得更多的發展，這樣的現象將會長期存在，而農作物的生產具有其季節性以及時效性，為了讓農作物獲得可持續發展，要盡量緩解農作物當中勞動力不足的情況。而效率更高的智能化的監測系統以及自動化系統，就是農業生產當中需要立即發展的項目，將智能監測以及自動化的控制作為主要核心的自動化技術，將會被廣泛的使用在農作物生產當中，比如在收割機上面安裝監測傳感器就可以快速的計算產量。而機器人的產生也可以在短時間內截取勞動力不足的情況，而這些技術方面的突破也讓農業的生產可以獲得更加高效的，更具有自動化性質的生產。

3.2 ?發展意義

隨著我國城市在不斷地建設，并且獲得了更多的發展可能性，有很多非常年輕的勞動力也會更加向往城市，并在城市當中發揮更多的價值，這也讓農村老齡化的現象變得更加嚴重，使農業的生產必須要走向更加高效的自動化以及智能化的生產階段。面對這樣的挑戰以及與其同時產生的機遇，農業機械的自動化控制技術將會迎來更加嶄新的發展前景，這也正是在農業生產發展過程當中所必然會經歷的趨勢之一。

4 ?結束語

綜上所述，我國的農業一直以來都處于支柱產業的位置，這些年來持續不斷地向著機械自動化的生產方向不斷推進。自動控制技術在農業機械當中的使用，可以讓農業生產水平有所提升，解決困擾到農業生產技術方面的問題，同時這也正是未來農業生產過程當中最大的趨勢，可以幫助國內的農業現代化進程有所推進。

參考文獻：

[1] 楊 洪.自動控制技術在農業機械設計及發展中的應用[J].數 ? ? ? ? 字化用戶， 2018， （027）：106.

[2] 林 強.自動控制技術在農業機械中的運用探析[J].南方農機， ? ? ? ? 2018， 49;300（08）：33.

（編輯：李曉琳）