自动控制技术在农业机械中的应用探讨

河南工业贸易职业学院 申九菊

农业是国家赖以生存与发展的重要基础，是贯彻国家战略发展的重中之重，一个国家农业机械化程度在很大程度上能够衡量国家农业现代化程度。改革开放以来，我国农业经济不断提升，且农业机械化程度不断提高，农业生产中科技含量越来越高。自动控制技术在农业机械中应用，能够有效改变农业机械格局，让农业机械向着信息化、智能化、数字化的方向发展，实现农业生产一体化目标，提高农作物品质，实现农业生产增收降本。基于此，加强对自动控制技术在农业机械中应用的研究具有现实意义。

1 国内外农业机械自动化技术应用现状

1.1 国内应用现状

在我国综合国力不断提升的今天，国家经济发展迅速，农业技术水平有了很大提高。但由于先进技术在农业领域开发及运用时间尚短，和一些发达国家相比仍然具有一定差距。近年来，我国农业产量、生产力等明显提高，但农产品质量偏低，影响了农业出口率。尽管农业机械化程度不断提高，但受到地理位置、经济条件、宣传力度等因素影响，我国农业机械化应用程度相对较低，尤其是一些偏远山区，农业机械使用率较低，农民使用机械从事农业生产的意识较差，无法形成地区性农业产物品牌，导致农产品数量多、质量差的局面，无法提升农产品的价格，是我国农业发展中一个重要影响因素。农业机械化水平是在先进技术基础上，目前我国农业机械技术创新能力不足，依旧停留在老旧层面，技术创新力不足、技术水平偏低，对农业整体发展水平造成阻碍，也会导致机械资源浪费。

根据我国农业机械工业协会的相关统计数据，2020年统计在内的大型拖拉机产量超过40020台、中型拖拉机产量共238566台、小型拖拉机产量为342500台；自走式轮式谷物收获机的产量超过20000台，同比增长18.42%；而履带式水稻收获机产量为52346台，同比下降17.23%，但半喂式水稻收获机产量为5645台，同比增长超过60.0%。在农业机械总动力方面，2020年我国农业机械总动力达到12.36亿千瓦，实现了持续增长，同比增长2.6%。

1.2 国外发达国家应用现状

在全球农业机械化发展中，德国、美国、荷兰、瑞士等发达国家农业机械化程度较高，其机械应用不仅效率高，同时具有很高的安全性。如，美国农业发展中，将GPS安装在农业机械设备当中，提高了农业机械操作的精准度；日本农业自动化程度相对较高，其国内生产效率明显较高。我国地域辽阔，在气候、地形等方面存在一定的复杂性，应该根据地区实际情况进行技术创新，提高农业整体生产效率。

2 自动控制技术在农业机械中应用的优势

2.1 能够实现实时控制

在自动控制技术的运用下，各类信号传输速度增快，对时间要求明显较快。借助于自动控制技术，能够实现实时控制，能够保证信号及时传递，保证信息、程序能够高速运转，能够为农业机械提供有力的安全保护，提高农业机械运用的安全性、可操作性，为农业机械运行奠定基础，提高农业发展的稳定性。

2.2 具有较高的可靠性

在农业自动化机械使用过程中，信号输入、输出等都可以通过光电隔离技术，有效保证了机械运行中内外部电路系统隔离，确保在农业机械设备输入端具有合适的时间常数、滤波器等，机械运行中各控制系统模块都具有与之相对应的屏蔽措施，无论在何种恶劣环境下，都能保证农业机械能够正常运行。当然，农业自动化机械设备使用中应该优选开关电源，对电气控制元件质量做好把控，才能更好地提升农业机械可靠性。

2.3 可以实现自我故障诊断

自动控制技术在农业机械中的使用，还具有故障自动诊断的功能。由于机械设备可以自动控制，借助于系统自身诊断功能，利用设备元器件中设置的传感器，能够监测机械运行的相关数据，保证机械运行的质量。自动控制技术运用到农业机械中，能够保证机械运行稳定，一旦出现运行故障问题，则可以及时做出诊断，发出相关故障信号，提醒相关操作人员进行处理，保证机械运行安全性。

2.4 有利于降低维护成本

应用自动控制技术，能提升农业机械适应环境、地域的能力，大大提升农业机械生产效率，降低机械运用中的故障发生几率，保证农业生产的效率，为推动农业机械化发展做出了巨大贡献。同时，采用自动化农业机械，大大减轻了相关农业从业者的劳动强度，机械设备维护成本降低、投入精力和成本降低，还能够提升广大农民的幸福指数。

3 当前我国农业机械自动化应用中存在的不足

3.1 农业机械领域对自动控制技术重视程度偏低

尽管自动机械设备有这样那样的优势，但在我国广大农村地区推行自动化农业机械过程中还是遇到很大的阻碍，而社会各方面对自动化农业机械技术重视程度不足，是影响我国农业机械自动化发展的重要原因。很多农村地区，农民对于自动化农机的重视稍显不足，政府、农业相关人员没有充分认识到自动化农机推广和使用的优势，阻碍了农业机械自动化发展的进程。近几十年时间里，我国在自动化领域取得了显著成绩，国家对于自动化技术的普及不断深入，人们对自动化技术也有了更深了解，但由于政策宣传力度不足、帮扶政策力度差、农民接受程度低等客观因素，导致当前我国农机自动化技术运用水平相对不足，不能充分发挥农业机械自动化优化。只有不断提升对农业机械自动化发展的重视，出台相关的帮扶政策，进一步提升政策帮扶、资金帮扶等力度，才能为我国农业自动化机械发展奠定坚实的基础。

3.2 农业领域自动化机械技术研究能力偏弱

我国开展自动化技术革新的时间尚短，尽管整体发展速度较快，但技术水平与发达国家相比具有一定差距。无论是自动化技术滞后，还是系统自动化程度偏低，都对农机自动化发展造成了很大的阻碍。同时，在自动化技术标准制定方面，我国农业机械自动化标准相对滞后，且由于地域不同，机械自动化开展受到影响。当前，绝大多数农机产品更适合平原地区，对于复杂山区，自动化机械适应能力偏低，严重削弱了自动化农机优势。只有从技术研发方面入手，切实提升农机自动化技术研发水平，针对不同地域研发出不同种类、不同功能的自动化农机产品，才能为我国农机自动化发展提供更大的贡献。

4 自动控制技术在农业机械中实际运用措施

4.1 自动节水灌溉控制技术

灌溉是农业生产中不可缺少的环节，在中国几千年农业发展过程中，农业灌溉技术历经发展与改革，给人们带来了重要的启示，也凝结了古人的智慧。自动化技术不断发展中，人们对其运用更加成熟，随着我国生产力水平持续提升，农业技术改革不断深入，传统灌溉模式也有了很大的变化。将自动控制技术运用到节水灌溉系统中，能够有效的提升农业灌溉的自动化程度，还具有独立监测功能，对植物生长进行实时监测，对植物各项生长指标进行数字化分析，将分析结果传输到中央控制系统当中。利用自动节水灌溉控制系统，可以分析植物生长指标情况，表明植物生长状态，以便于选择最佳的灌溉方式、灌溉时间、灌溉量等，为植物生长提供保障。水资源在农业发展中具有十分重要的作用，以往采用人工灌溉的方式，按时进行农田灌溉，但这种人工灌溉的方式会消耗大量的人力，农民农业种植压力较大；长此以往，一些农民难免懈怠，导致农田灌溉不合理，对农作物生长造成影响，导致农产品产量降低。

4.2 自动施肥控制技术

施肥是农业生产中的关键环节，而实现智能化应该作为农业机械自动化发展的执行方向。在施肥方面，利用自动控制技术，能够实现节水、节肥，提高化肥的整体利用率，提高施肥效率。同时，可以将自动施肥系统和自动节水灌溉系统结合起来，通过对相关压力的控制，让肥料、溶液相互结合起来，提升施肥自动化程度、智能化程度。自动施肥模式精准性更高，能够有效的节约肥料，同时能够降低人工成本，节约时间成本，还能够提升农作物产量，推动农业向着标准化、自动化的方向发展。

4.3 自动化温室控制技术

温室大棚是目前农业生产中重要的形式，能够在短时间生产出丰富的农产品资源。通过自动化温室控制技术，对温室大棚温度、湿度等进行实时调控，实现全年种植农产品，能够促进农作物生产，提升整体产量。具体实施中，利用计算机系统，对温室中各个环节数据进行统计、分析，并实施自动化监控，对温室大棚中温湿度、二氧化碳含量等进行详细分析，以便于为农作物生产创造出更加适宜的条件。

5 总结

通过上述分析可知，机械化生产是农业改革的重点，是提升农业产量的重要途径。当前，我国农业机械化改革不断深入，自动控制技术在农业机械中的运用更是不断增强，推动农业产业向着智能化、数字化的方向发展，大大提升了农作物生产效率，能够节约时间和人力成本，实现精确化生产，同时也能够提升农机运行的安全稳定性。具体实施过程中，借助自动化节水灌溉技术、自动施肥控制技术以及自动化温室控制技术等，提升全国农业资源利用率，在一定程度还能够实现农业环境保护，对推动我国农业向着可持续发展具有重要意义。