淺談自動控制技術在農業機械中的應用

王志淵

（重興鎮農業農村綜合服務中心，甘肅 武威 733308）

0 引言

我國作為農業大國，農業生產對我國社會經濟發展發揮著重要的影響，我國農業發展水平對國家未來經濟發展產生直接作用，對居民的生活也會產生直接影響。為此隨著社會的發展和進步，對于農業生產模式也要進行不斷創新和探索，在信息化時代背景下，在現代化農業生產和發展過程中要增加對農業機械的使用頻率，借助先進的智能傳感技術和計算機技術，促進農業自動化進程的推進。在農業生產過程中自動化控制技術的應用，可以有效減少人力成本，提高農業生產效率和農業發展水平。但目前在農業生產中還有很多地區仍然采用傳統人力手工的耕作方式，對農業發展產生限制，為此對自動化控制技術在農業機械中的應用進行探討非常有必要，可為農業規模化發展和現代化發展提供參考依據。

1 自動控制技術特征分析

自動控制技術是21 世紀最實用且最重要的先進技術之一，其在機械、制造、工程、農業、礦產、軍事、航空航天等各個領域應用十分廣泛。從自動控制在農業機械領域的應用來看，現階段高端農機產品與自動控制技術已經有較好的融合，很多農機功能的實施可以通過自動控制軟硬件及系統的設計來自動化實施，傳統農機使用中煩瑣的操作與檢查任務也能夠通過自動控制技術來便捷的實現。總體來講自動控制技術就是將傳感器、PLC、信息、計算機等眾多先進技術進行集成應用，通過系統化的設計與布局，使農機產品的動作執行過程能按照預想方案準確實施。從自動控制技術的實施方式來看，大體包括兩種形式：①閉環控制的自動化技術，主要是通過視覺、傳感器等設備獲得感知，再通過分析與控制裝置獲得方案并傳輸給執行裝置，再由執行裝置完成動作的執行；②開環控制，就是機械裝備按照預先設計好的程序一步一步執行相關動作，直到工作完成為止。從現階段農機自動化技術來看，多數農機只能依靠固有程序來完成農業生產任務，只有少數農機實現作業過程的監測與環境感知，我國農機自動化要向閉環控制可感知的自動化技術進步還有較多的工作要做。

2 自動化控制技術在農業機械中應用優勢

2.1 實時控制

自動化控制技術在農業生產領域中的應用，實際上是通過電氣控制來提升農業生產效率，在自動化控制技術實際使用過程中，對信號傳輸速度快，所需時間短，在農業機械操作中通過自動化控制技術可以實現實施控制的優勢，可以快速處理各類信息，程序高速運轉，在農業機械安全防護中發揮重要作用和優勢，能有效提升農業機械操作安全性，并通過實時控制來保證農業生產運行良好，促進農業穩定發展。

2.2 同步控制

在農業機械化生產中，常利用電子設備及相關自動化控制技術實現同步控制，用來改善農業生產條件和減輕勞動強度。自動控制技術是依托互聯網信息技術實現的，互聯網的共享性能夠助推農業機械實現自動化控制。在農業機械化生產中，將計算機技術融入電氣設備后，一個控制終端可以同時控制多個機械設備，全面提高農業生產效率。

2.3 可靠性高

自動化控制技術在農業機械操作中應用，通過信號輸入和輸出來實現光電隔離，保證機械運行內部電路和外部電路之間產生系統隔離，從而保證輸入端的時間常數和濾波器的適宜性，進而保障在機械運行中各個控制系統都會產生相應的屏蔽措施，提高農業機械對于環境的適應性，無論在良好的環境下還是惡劣的生產環境中，機械都可以得到良好的運作。在選擇農業機械控制元件時要保證電子控制元件的質量，保證開關電源的耐用性，對元件質量嚴格把關，才能確保機械在后期運行中的穩定性和安全性。

3 我國農業機械的自動化發展現狀分析

我國經過長期的發展，在農業領域中已經取得了顯著的發展成績，但是農業機械在自動化建設和發展方面仍舊存在諸多的不足和問題急待完善，尤其是在我國不同的地區領域內，存在較大的農業自動化水平差異，偏遠的農村地區農業機械的自動化水平普遍較低，應用自動化控制技術的程度不足。農業機械在自動化發展中缺少創新動力，整體的農業自動化技術智能水平偏低，和發達國家相比仍舊存在較大的提升空間。目前來講將自動化技術運用到農業機械中，提高了農業生產的效率，使農業勞動力需求有所減弱，但是整體的機械化水平仍舊不足，很多農業生產過程中依然是以人力的方式為主開展生產活動，農民只是在部分機械操作中實現了精細化、智能化、自動化的控制和處理。現階段發達國家的農業自動化技術逐漸完善并趨于飽和，我國的農業自動化應更進一步的研究，致力于發揮自動控制技術的優勢，推動農業機械的自動化發展，提高我國農業機械的自動化水平。

4 農機自動控制技術應用形式

4.1 農用拖拉機的自動控制技術

拖拉機是農業生產的核心機型之一，在拖拉機上應用自動控制技術對于提高生產效率具有顯著的作用。拖拉機的自動控制技術主要包括以下幾方面內容：①自動駕駛技術，主要是通過電子控制技術控制拖拉機的速度、轉向、擋位、液壓、動力輸出等功能，使拖拉機的操作實現自動化；②利用導航技術指導拖拉機的行駛路線，現階段應用的導航技術以衛星導航為主，部分農機也會結合視覺導航、激光導航、傳感器導航等技術。自動控制技術的拖拉機能夠配套耕整地、播種、施肥、植保等機具完成自動化的農業生產任務。

4.2 農作物種植中的應用

傳統的農業生產方式是需要通過人工來進行勞作和生產的，需要耗費大量的人力和物力，且種植效率和質量參差不齊，對農業收成產生直接的影像。早期在農業機械中主要是通過耕地及、拖拉機等半自動化機械來進行農業種植，但這些機械自動化水平較低，雖然能夠有效緩解農民的體力勞動，提升農業耕作效率，但對于我國的農業發展還是起到制約。隨著科技的發展和進步，農業機械技術也在不斷的發展與進步，在農業機械中已經廣泛采用了一些新的技術和手段，憑借新進的智能化感應技術和網絡技術，全新自動化控制技術在農業機械中得到普及應用，使農作物種植工作更好地開展。如在水稻種植中通過自動化耕種農業機械，根據水稻種類對水位高低要求，種植間距要求等，實現自動化精細化調控，提升水稻的種植質量，降低農民勞作強度，提升水稻種植效率。

4.3 智能化溫室控制技術

利用智能化溫室控制技術，可以優化農產品生產方式，降低天氣變化的影響。在溫室大棚中的采光設備和通風設備，需要利用精密溫度控制系統。在溫、濕度控制系統中融入智能控制技術智能化控制溫度和濕度，利用自動溫、濕度感應器實時檢測溫室指標，隨后向控制中心傳輸檢測到的溫度和濕度等數據，控制中心負責數據分析和運算。根據計算結果自動調整溫室大棚的門窗和控制設備等，為農作物提供良好的生長環境，保障農作物的產量。

4.4 農作物自動采收

在傳統農業生產模式和半機械化生產模式下，農作物采收需要大量的人力。在實際操作中，自動采摘裝置配有感應器，能夠自動辨別農作物的熟度，實現農作物的適時采收和科學采收。有的自動控制系統能根據農作物的生長屬性測定每一個果實的成熟度和成熟位置，再按照系統錄入的參數要求完成某一類型的指令，確保農作物符合采摘要求。除谷物利用自動控制系統實現收割、割曬、脫粒等作業一次性完成外，西紅柿、西瓜、卷心菜、蘋果、柑橘、棉花等農產品的收獲機械也逐漸實現自動化控制。采摘機械采用激光瞄準系統能夠快速、準確地瞄準目標，大大加快農作物采摘速度。

4.5 灌溉、施肥智能控制技術

在現代化農業發展過程中，需要實現生產管理的智能化，自動控制農業施肥和灌溉，提高化肥和水資源利用率，提高整體農業生產效率。在施肥控制中利用智能控制技術，可以有效結合灌溉和施肥，實現灌溉和施肥作業的一體化、智能化。利用智能化灌溉、施肥，可以彌補傳統灌溉、施肥工作的缺陷，保障農業灌溉和施肥的精準性和高效性。

5 結語

綜上所述，農業機械的自動控制技術應用在未來仍有很大的發展空間，需要相關人員不斷探索，在農業機械中提高自動控制技術的應用水平，解決現階段我國農業機械自動化發展中存在的普遍問題。提高現代化農業的生產力，推動農業現代化建設與發展。