自動控制技術在農業機械中的應用探討

河南工業貿易職業學院 申九菊

農業是國家賴以生存與發展的重要基礎，是貫徹國家戰略發展的重中之重，一個國家農業機械化程度在很大程度上能夠衡量國家農業現代化程度。改革開放以來，我國農業經濟不斷提升，且農業機械化程度不斷提高，農業生產中科技含量越來越高。自動控制技術在農業機械中應用，能夠有效改變農業機械格局，讓農業機械向著信息化、智能化、數字化的方向發展，實現農業生產一體化目標，提高農作物品質，實現農業生產增收降本。基于此，加強對自動控制技術在農業機械中應用的研究具有現實意義。

1 國內外農業機械自動化技術應用現狀

1.1 國內應用現狀

在我國綜合國力不斷提升的今天，國家經濟發展迅速，農業技術水平有了很大提高。但由于先進技術在農業領域開發及運用時間尚短，和一些發達國家相比仍然具有一定差距。近年來，我國農業產量、生產力等明顯提高，但農產品質量偏低，影響了農業出口率。盡管農業機械化程度不斷提高，但受到地理位置、經濟條件、宣傳力度等因素影響，我國農業機械化應用程度相對較低，尤其是一些偏遠山區，農業機械使用率較低，農民使用機械從事農業生產的意識較差，無法形成地區性農業產物品牌，導致農產品數量多、質量差的局面，無法提升農產品的價格，是我國農業發展中一個重要影響因素。農業機械化水平是在先進技術基礎上，目前我國農業機械技術創新能力不足，依舊停留在老舊層面，技術創新力不足、技術水平偏低，對農業整體發展水平造成阻礙，也會導致機械資源浪費。

根據我國農業機械工業協會的相關統計數據，2020年統計在內的大型拖拉機產量超過40020臺、中型拖拉機產量共238566臺、小型拖拉機產量為342500臺；自走式輪式谷物收獲機的產量超過20000臺，同比增長18.42%；而履帶式水稻收獲機產量為52346臺，同比下降17.23%，但半喂式水稻收獲機產量為5645臺，同比增長超過60.0%。在農業機械總動力方面，2020年我國農業機械總動力達到12.36億千瓦，實現了持續增長，同比增長2.6%。

1.2 國外發達國家應用現狀

在全球農業機械化發展中，德國、美國、荷蘭、瑞士等發達國家農業機械化程度較高，其機械應用不僅效率高，同時具有很高的安全性。如，美國農業發展中，將GPS安裝在農業機械設備當中，提高了農業機械操作的精準度；日本農業自動化程度相對較高，其國內生產效率明顯較高。我國地域遼闊，在氣候、地形等方面存在一定的復雜性，應該根據地區實際情況進行技術創新，提高農業整體生產效率。

2 自動控制技術在農業機械中應用的優勢

2.1 能夠實現實時控制

在自動控制技術的運用下，各類信號傳輸速度增快，對時間要求明顯較快。借助于自動控制技術，能夠實現實時控制，能夠保證信號及時傳遞，保證信息、程序能夠高速運轉，能夠為農業機械提供有力的安全保護，提高農業機械運用的安全性、可操作性，為農業機械運行奠定基礎，提高農業發展的穩定性。

2.2 具有較高的可靠性

在農業自動化機械使用過程中，信號輸入、輸出等都可以通過光電隔離技術，有效保證了機械運行中內外部電路系統隔離，確保在農業機械設備輸入端具有合適的時間常數、濾波器等，機械運行中各控制系統模塊都具有與之相對應的屏蔽措施，無論在何種惡劣環境下，都能保證農業機械能夠正常運行。當然，農業自動化機械設備使用中應該優選開關電源，對電氣控制元件質量做好把控，才能更好地提升農業機械可靠性。

2.3 可以實現自我故障診斷

自動控制技術在農業機械中的使用，還具有故障自動診斷的功能。由于機械設備可以自動控制，借助于系統自身診斷功能，利用設備元器件中設置的傳感器，能夠監測機械運行的相關數據，保證機械運行的質量。自動控制技術運用到農業機械中，能夠保證機械運行穩定，一旦出現運行故障問題，則可以及時做出診斷，發出相關故障信號，提醒相關操作人員進行處理，保證機械運行安全性。

2.4 有利于降低維護成本

應用自動控制技術，能提升農業機械適應環境、地域的能力，大大提升農業機械生產效率，降低機械運用中的故障發生幾率，保證農業生產的效率，為推動農業機械化發展做出了巨大貢獻。同時，采用自動化農業機械，大大減輕了相關農業從業者的勞動強度，機械設備維護成本降低、投入精力和成本降低，還能夠提升廣大農民的幸福指數。

3 當前我國農業機械自動化應用中存在的不足

3.1 農業機械領域對自動控制技術重視程度偏低

盡管自動機械設備有這樣那樣的優勢，但在我國廣大農村地區推行自動化農業機械過程中還是遇到很大的阻礙，而社會各方面對自動化農業機械技術重視程度不足，是影響我國農業機械自動化發展的重要原因。很多農村地區，農民對于自動化農機的重視稍顯不足，政府、農業相關人員沒有充分認識到自動化農機推廣和使用的優勢，阻礙了農業機械自動化發展的進程。近幾十年時間里，我國在自動化領域取得了顯著成績，國家對于自動化技術的普及不斷深入，人們對自動化技術也有了更深了解，但由于政策宣傳力度不足、幫扶政策力度差、農民接受程度低等客觀因素，導致當前我國農機自動化技術運用水平相對不足，不能充分發揮農業機械自動化優化。只有不斷提升對農業機械自動化發展的重視，出臺相關的幫扶政策，進一步提升政策幫扶、資金幫扶等力度，才能為我國農業自動化機械發展奠定堅實的基礎。

3.2 農業領域自動化機械技術研究能力偏弱

我國開展自動化技術革新的時間尚短，盡管整體發展速度較快，但技術水平與發達國家相比具有一定差距。無論是自動化技術滯后，還是系統自動化程度偏低，都對農機自動化發展造成了很大的阻礙。同時，在自動化技術標準制定方面，我國農業機械自動化標準相對滯后，且由于地域不同，機械自動化開展受到影響。當前，絕大多數農機產品更適合平原地區，對于復雜山區，自動化機械適應能力偏低，嚴重削弱了自動化農機優勢。只有從技術研發方面入手，切實提升農機自動化技術研發水平，針對不同地域研發出不同種類、不同功能的自動化農機產品，才能為我國農機自動化發展提供更大的貢獻。

4 自動控制技術在農業機械中實際運用措施

4.1 自動節水灌溉控制技術

灌溉是農業生產中不可缺少的環節，在中國幾千年農業發展過程中，農業灌溉技術歷經發展與改革，給人們帶來了重要的啟示，也凝結了古人的智慧。自動化技術不斷發展中，人們對其運用更加成熟，隨著我國生產力水平持續提升，農業技術改革不斷深入，傳統灌溉模式也有了很大的變化。將自動控制技術運用到節水灌溉系統中，能夠有效的提升農業灌溉的自動化程度，還具有獨立監測功能，對植物生長進行實時監測，對植物各項生長指標進行數字化分析，將分析結果傳輸到中央控制系統當中。利用自動節水灌溉控制系統，可以分析植物生長指標情況，表明植物生長狀態，以便于選擇最佳的灌溉方式、灌溉時間、灌溉量等，為植物生長提供保障。水資源在農業發展中具有十分重要的作用，以往采用人工灌溉的方式，按時進行農田灌溉，但這種人工灌溉的方式會消耗大量的人力，農民農業種植壓力較大；長此以往，一些農民難免懈怠，導致農田灌溉不合理，對農作物生長造成影響，導致農產品產量降低。

4.2 自動施肥控制技術

施肥是農業生產中的關鍵環節，而實現智能化應該作為農業機械自動化發展的執行方向。在施肥方面，利用自動控制技術，能夠實現節水、節肥，提高化肥的整體利用率，提高施肥效率。同時，可以將自動施肥系統和自動節水灌溉系統結合起來，通過對相關壓力的控制，讓肥料、溶液相互結合起來，提升施肥自動化程度、智能化程度。自動施肥模式精準性更高，能夠有效的節約肥料，同時能夠降低人工成本，節約時間成本，還能夠提升農作物產量，推動農業向著標準化、自動化的方向發展。

4.3 自動化溫室控制技術

溫室大棚是目前農業生產中重要的形式，能夠在短時間生產出豐富的農產品資源。通過自動化溫室控制技術，對溫室大棚溫度、濕度等進行實時調控，實現全年種植農產品，能夠促進農作物生產，提升整體產量。具體實施中，利用計算機系統，對溫室中各個環節數據進行統計、分析，并實施自動化監控，對溫室大棚中溫濕度、二氧化碳含量等進行詳細分析，以便于為農作物生產創造出更加適宜的條件。

5 總結

通過上述分析可知，機械化生產是農業改革的重點，是提升農業產量的重要途徑。當前，我國農業機械化改革不斷深入，自動控制技術在農業機械中的運用更是不斷增強，推動農業產業向著智能化、數字化的方向發展，大大提升了農作物生產效率，能夠節約時間和人力成本，實現精確化生產，同時也能夠提升農機運行的安全穩定性。具體實施過程中，借助自動化節水灌溉技術、自動施肥控制技術以及自動化溫室控制技術等，提升全國農業資源利用率，在一定程度還能夠實現農業環境保護，對推動我國農業向著可持續發展具有重要意義。