自动控制技术在农业机械中的应用探讨

平国伟

摘要：农业生产的顺利实施对于社会稳定和经济发展具有重要意义，随着农业产业结构的不断优化，农业生产条件和生产方式发生了很大改变，尤其是农业机械化生产的实施，使农业生产效率显著提高，农业生产力得到有效释放的同时，生产效益和作物产量也得到了更好的保证。在机械设计领域，对于机械产品的研发和优化目的在于进一步提高机具的作业能力，从而再次降低农业生产的劳动力需求，使生产在高效、合理、规律、便捷的条件下实施。自动控制技术作为新兴的尖端技术，将其应用于农业机械领域，有利于提高农机操控的便捷程度，并使农机的作业更加规范合理，显著降低生产过程的成本和资源浪费，进一步提升生产的实际收益。

关键词：自动控制技术;农业机械;应用

1农业机械自动控制技术应用现状

目前，我国农业生产领域的机械化程度不断深化，自动化技术在农业机械中的应用逐渐增多。尤其是GPS和GIS技术在农业机械自动化控制方面的应用，为农业生产带来新的体验和突破。近年来，互联网技术渗透到众多生产领域，应用于农业机械化生产的典例也越来越多，为农业生产向纵深方向发展提供动力。

受地形地貌和农业技术发展等客观因素的影响，我国的农业机械自动化水平与先进国家有一定差距，亟需完善农业机械自动化生产的相关机制、机械质量和品牌创新意识等。

2农机自动控制技术应用优势

一是响应速度快，自动控制技术以电气技术为依托，实施过程中的信号传输具有时间短、准确度高等优点，几乎可以达到农机动作的实时响应;二是性能稳定可靠，自动控制技术的应用多采用技术成熟的I/O输入输出信号技术，并配套光电隔离的抗干扰功能，加之在信息接收端配套滤波系统和滤波技术，有效保证了控制过程的可靠性;三是具有良好的性能提升与优化空间，通过丰富的接口和可编程技术，能够实现控制能力和相关功能的不断丰富，使农机产品能够不断满足农业生产发展的需求;四是故障诊断与处理功能能够实现对农业机械作业状态的实施监测，并对可能存在故障的零件或机构及时作出警报响应，对于部分因软件而产生的故障问题，还具备一定的自我修复能力。总之，农机自动控制技术的应用使农机的使用更加便捷，操作体验显著上升。

3自动化控制技术在农业发展中的具体应用

3.1农作物种植中的应用

传统的农业生产方式是需要通过人工来进行劳作和生产的，需要耗费大量的人力和物力，且种植效率和质量参差不齐，对农业收成产生直接的影像。早期在农业机械中主要是通过耕地及、拖拉机等半自动化机械来进行农业种植，但这些机械自动化水平较低，虽然能够有效缓解农民的体力劳动，提升农业耕作效率，但对于我国的农业发展还是起到制约。随着科技的发展和进步，农业机械技术也在不断的发展与进步，在农业机械中已经广泛采用了一些新的技术和手段，凭借新进的智能化感应技术和网络技术，全新自动化控制技术在农业机械中得到普及应用，使农作物种植工作更好的开展。如在水稻种植中通过自动化耕种农业机械，根据水稻种类对水位高低要求，种植间距要求等，实现自动化精细化调控，提升水稻的种植质量，降低农民劳作强度，提升水稻种植效率。

3.2地理信息技术

在农业生产过程中，地理信息技术发挥着重要的作用，融入智能控制技术和地理信息技术，可以将智能控制技术和农业科学工作紧密联系起来。例如可以利用地理信息系统检测农作物和土壤状态等数据，科学分析农作物生产周期和土壤环境，准确评估农业生产效率，实现农业动态化管理。此外利用地理信息系统，可以建立农业生产模型，通过数据分析，将生产结果准确地呈现出来，科学评估和预测农作物，保障农作物生产质量。例如在发生病虫害之后，可以利用地理信息系统分析农作物受灾情况，明确受灾面积和受灾程度，根据数据制定针对性的防治措施，提高防治效果，避免资源浪费。

3.3农作物自动采收

在传统农业生产模式和半机械化生产模式下，农作物采收需要大量的人力。在实际操作中，自动采摘装置配有感应器，能够自动辨别农作物的熟度，实现农作物的适时采收和科学采收。有的自动控制系统能根据农作物的生长属性测定每一个果实的成熟度和成熟位置，再按照系统录入的参数要求完成某一类型的指令，确保农作物符合采摘要求。

除谷物利用自动控制系統实现收割、割晒、脱粒等作业一次性完成外，西红柿、西瓜、卷心菜、苹果、柑橘、棉花等农产品的收获机械也逐渐实现自动化控制。采摘机械采用激光瞄准系统能够快速准确地瞄准目标，大大提高农作物采摘速度。

3.4自动灌溉技术的实施

自动灌溉技术是精确灌溉实施的保证，自动灌溉的控制系统包含土壤含水量检测和供水控制两方面的功能，通过土壤温湿度传感器检测土壤湿度或通过遥感技术检测土壤湿度，结合天气预报信息分析和选择适当的灌溉时机，是自动灌溉技术实施的标准逻辑。自动控制的关键功能在于灌溉条件的判断，当确定灌溉后，控制水泵提供灌溉动力，即可满足及时灌溉的要求。

3.5农作物自动采收

在农作物成熟后通过自动化设备来实现农作物自动采收，在自动化控制技术的应用中对相关设备设定参数，并通过程序自动控制，让设备执行程序命令，从而实现自动采摘。在农作物采摘过程中，还要根据农作物生长特性对相关数据进行测量，如对果蔬某阶段成熟特征分析，果树成熟位置分析等，并将相关数据录入到系统中，通过自动化设备来执行命令，完成设备自动采摘[7]。此外，自动化控制技术也可以通过传感器来获取一些外界的数据和信息，对设备内部设定自动控制程序参数，在自动采摘时可以让程序参数更符合农作物采摘需要。

3.6智能化温室控制技术

利用智能化温室控制技术，可以优化农产品生产方式，降低天气变化的影响。在温室大棚中的采光设备和通风设备，需要利用精密温度控制系统。在温、湿度控制系统中融入智能控制技术智能化控制温度和湿度，利用自动温、湿度感应器实时检测温室指标，随后向控制中心传输检测到的温度和湿度等数据，控制中心负责数据分析和运算。根据计算结果自动调整温室大棚的门窗和控制设备等，为农作物提供良好的生长环境，保障农作物的产量。

3.7粮食烘干的自动化技术

近年来，我国粮食烘干的自动化技术发展很快，如图2所示的自动烘干设备，能够实现自动进粮、自动烘干、温湿度可调、热风循环、粮食贮存等功能，烘干过程按照预设的程序执行，由传感器检测粮食烘干程度，全程不需要人工干预，已具备较高的自动化水平。

结论

综上所述，在现代化农业生产过程中自动控制技术已经得到广泛应用，可以实现自动耕种，自动采摘等，大大减少了人力资源的投入。在农业机械应用中，还要加大对自动控制技术的研究和探索，根据农作物的生长需求和要求，对自动控制技术进行合理应用，提升农机生产水平，提高农作物的生产效率和质量，逐步实现农业规模化生产和自动化生产，促进农业生产方式的改革和进步。

参考文献：

[1]王海龙，王秀华.探讨自动控制技术在农业机械中的应用[J].农业开发与装备，2020，（12）：16-17.

[2]张宝库.自动控制技术在农业机械设计及发展中应用[J].现代农业研究，2020，26（12）：70-71.

[3]师立奇.传感技术在农业机械自动控制系统中的应用[J].南方农机，2020，51（22）：36-37.

[4]葛玉明.PLC技术在农业机械电气自动控制中的应用[J].南方农机，2020，51（20）：19-20.