自動控制技術在農業機械領域中的應用

張 涵

（榆林學院，陜西 榆林 719000）

我國是農業大國，農業發展是國家戰略發展的重點。農業機械化程度能夠反映出一個國家的經濟和未來，還可以衡量國家的農業現代化水平。自1978年以來，我國農業經濟產值不斷提高，農業生產中的自動控制技術應用也越來越多。自動控制技術在農業生產中應用可以推動農業機械化水平，提高農作物產量，是實現農業現代化的關鍵。隨著信息技術的發展，農業發展也需要跟上時代的步伐，朝著智能化和信息化的方向發展[1]。自動控制技術在農業機械領域中的應用，可以幫助農業生產領域提高播種的定位精確度和產品質量，同時利用傳感器可以實現農業生產的智能化和集成化，促進我國農業現代化進程的發展。

1 自動控制技術概述

1.1 自動控制技術

隨著科技的發展，自動控制技術已經成為當前較為先進的技術手段，其以精準的控制能力在現代社會生產生活中發揮著不可替代的作用。自動控制技術不是一種單獨的技術，而是一種綜合性技術，其在實際操作過程中發揮著重要的作用，其中涵蓋了電子控制學知識、電力學知識、物理學知識等，推動了自動化控制技術的發展和實現。

1.2 自動控制技術在農業機械領域中的發展歷史

從工業革命時期開始就出現了機械技術，隨著蒸汽機和火車的出現，西方國家進入到機械時代。機械時代的優勢是機械替代了傳統的手工勞作，提高了生產力，提高了勞動力資源的優化配置。隨著時代的發展和電氣時代的到來，電力的出現和使用完全改變了人們的生產、生活方式，并將電能與工業機械相結合，這就進一步提高了機械生產的效率。隨著計算機的出現，利用計算機與電力機械的結合，實現機械的自動控制，從而實現了農業生產的無人化管理。隨著世界人口的不斷增加，糧食問題已經成為各國的難題，想要解決糧食難題，就需要重視農業發展，提高農作物產量。將自動控制技術應用在農業機械領域中，是我國實現農業現代化的必經之路[2]。

2 自動控制技術在農業機械中應用的優勢

自動控制技術的發展在現代農業生產中具有重要的作用，同時也是提高我國農業生產技術的重要因素。將自動控制技術應用在農業機械領域中具有非常多的優勢，如圖1所示[3]。

圖1 自動控制技術在農業機械領域中的優勢

2.1 實現實時監控

在農業機械領域應用自動控制技術，可以增加系統間各類信號的傳輸速度，提高時間效率。自動控制技術，可以幫助農業生產實現實時監控，同時可以為系統間的信號傳遞、程序運行提供保障，從而為農業生產提供安全保障。因此，自動控制技術在農業機械領域的應用可以為農業生產提供安全可靠的保障，提高農業領域的機械化程度，從而有助于提高農業產量。

2.2 實現自我故障診斷

在農業實際生產中，除了農業生產自身的問題，還可能遇到惡劣的自然環境、天氣等。因此，農業機械在實際應用中非常容易出現機械故障，這就會影響機械生產的工作效率，嚴重時甚至可能出現機械癱瘓問題，從而影響農作物的產量。將自動控制技術應用在農業機械領域中，利用設備元器件設置中的傳感器可以實現農業機械的自我控制和自我診斷，對機械運行的數據進行實時監測，從而提高農業機械的工作效率，保證機械的運行質量。一旦農業機械出現故障，自動控制技術可以及時作出診斷并發出故障信號，從而提醒人們進行機械維修，保障農業機械安全高效地運行。

2.3 自動控制技術的維護成本低

在農業機械生產的基礎上，加上自動控制技術可以擴大農業機械的地理應用范圍，提高機械的使用率和普及率，從而推動我國農業現代化的進程。由于自動控制技術增加了計算機和傳感技術應用，因此農業機械在出現故障時，可以利用相關技術實現自身故障檢修，同時系統還可以利用自動分析功能完成基礎故障處理[4]。這樣可以降低農業機械故障的發生率，減輕農業勞動者的工作壓力，同時還可以減少機械設備的維修成本、提高農民的幸福指數。

3 自動控制技術在農業機械領域應用中存在的問題

3.1 對自動控制技術重視程度不夠

自動控制技術在農業機械領域中的應用存在諸多優勢，但是由于我國耕地面積廣闊，地理環境復雜，在我國農村地區的推廣發展較為困難，再加上社會各方面對農業機械化的重視程度不高，這些因素都是導致我國農業機械化程度低的原因。在我國偏遠地區，由于對自動化農機宣傳、培訓的重視度不夠，農業應用的優勢推廣不足，導致農民對自動農機不重視，這是自動化控制技術在我國農村地區發展緩慢的重要原因。近些年，隨著科技的發展，自動控制技術在我國農業機械領域有了一定的發展，再加上政府有關部門的宣傳推廣讓農民對自動技術也有所了解。但是，受一些客觀因素（幫扶程度不夠、宣傳力度不足和人們接受程度等）的影響，導致我國自動控制技術在農業領域中的應用相比于發達國家還差許多，不能發揮其全部的優勢。因此，重視自動控制技術在農業機械領域的應用推廣是非常重要的，政府相關部門可以出臺相應的幫扶政策，為我國農業自動化發展提供政策幫扶、資金幫扶等[5]。

3.2 在農業領域中的應用不全面

在我國農業發展歷史中，自動控制技術的應用時間較短，雖然有了一定的發展，但是與國外農業現代化發展較好的國家相比，還是存在很大的差距。當前，我國自動化技術發展相對滯后，農業生產系統的自動化水平偏低，這些都是造成我國農業現代化發展速度慢的主要原因。除此之外，我國在規定自動化標準方面相比于農業發達國家也是相對滯后的，再加上我國農耕面積分布廣泛且自然環境復雜多樣使得自動控制技術在農業機械領域的應用受到影響。當前，農業領域的自動化機械農產品多適用于平原地區，而自然環境相對復雜的山區會削弱自動化農機帶來的優勢。

4 自動控制技術在農業機械領域中的應用

4.1 在農業灌溉環節中的應用

水是萬物生長的必需品，在農業生產領域中水源更是農業生產中的核心和基礎。我國的農耕文明已經發展了幾千年，這對現代灌溉技術的發展給予了重要的啟示。隨著科技的發展，自動化技術不斷成熟，其在農業領域中的應用也不斷加深，對傳統農業生產的灌溉模式產生了很大的影響。在農業生產灌溉環節中應用自動化控制技術，可以提高農業勞作的效率，同時還可以對植物的生長進行實時監測，實現對農作物的獨立檢測功能，從而優化農作物的各項生長指標，最后將系統的工作結果傳送到中央控制系統中。將自動控制技術應用到農業生產的灌溉環節中，可以利用機械系統監控和記錄植物的生長情況，再根據該情況選擇最佳的灌溉方式、時間等，為農作物的高產提供保障。在我國農業的發展歷史中水資源起到了舉足輕重的作用，我國傳統的農耕模式多采用人工灌溉的方式，勞動人民根據農作物的生產周期進行灌溉，該方式的進行主要依靠人工勞作，這就會消耗大量的勞動力，導致農民的種植壓力較大。久而久之，就會出現灌溉不及時，對農作物的產量造成影響[6]。

4.2 自動施肥控制技術

灌溉是農業生產中的基礎環節，施肥則是重要環節，施肥與產量之間具有重要的關系。隨著自動化技術的發展，在施肥環節中也應該利用自動化技術提高化肥的使用效率。同時，利用計算機控制技術，將灌溉環節和施肥環節相結合，通過對雙方壓力的控制，實現肥料和溶液的結合，從而提高灌溉和施肥的自動化、智能化程度。自動控制技術在農業施肥環節中的應用，可以大量減少人工和時間成本，同時還可以提高肥料的使用率和農作物產量，是我國農業走向現代化的重要發展階段。

4.3 自動化溫室控制技術

溫室大棚在我國北方農業生產占有重要的位置，它可以控制溫度，并且可以縮短農作物的生產周期。將自動控制技術應用到溫室控制技術中，對溫室大棚溫度、濕度等進行實時調控，可以幫助農民實現全年種植農產品，同時還可以提高農作物的成活率和產量。在實際應用中，利用計算機系統，對溫室中農作物生長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。

4.4 無土栽培技術

無土栽培技術是利用科技手段，將植物或者農作物在營養液中進行培養。無土栽培技術的出現，可以改變傳統培育方式，也可以擺脫傳統土培模式的束縛，更好地保護耕地。將自動控制技術應用在無土栽培中，主要是借助計算機系統對作物整個生長過程進行監控。無土栽培技術中，農作物在不同的生長周期需要的營養不同，利用自動控制技術對其進行監控，可以更好地查看農作物的生長情況，科學地為農作物進行營養添加，使其獲得更好的生長、更多的產量。

5 結束語

綜上所述，農業機械化是改變我國傳統農業的重點，是實現農業現代化發展重要條件。隨著我國農業改革的不斷發展，自動化控制技術在農業機械領域中的應用不斷提高，從而推動了我國農業生產的現代化發展，使得農業生產朝著數字化、智能化方向更進一步。這些技術的發展在很大程度上提高了我國農作物生產的效率，節約時間成本和提高生產效率，同時還提高了農業機械的安全運行水平[7]。在農業生產中，農民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，可以提高農作物的產量和資源利用率，這對農業環境保護、土地資源保護以及推動我國農業向著可持續發展具有重要意義。