自动控制技术在农业机械中的应用

周剑锋

（武昌工学院，湖北 武汉 430065）

农业的持续生产是保证社会健康发展，稳定国家发展的重要基石，同时也是我国作为农业大国的国之根本。现代化农业的标志就是农业机械，机械自动化技术改变了传统农业生产模式，对我国农业经济有较大影响。西方农业在二次工业革命后开始将农业机械自动技术投入生产中，并大大提高了生产质量与效率，远超其它国家。如今我国人口众多，人均耕地面积小，在一定程度上制约着农业发展，因此优化农业机械自动化势在必行。

1 自动控制技术在农业机械中发展现状

要想实现现代化农业，其关键点就是自动控制技术在农业机械中的发展与实现。就目前来说，自动控制技术应用于农业生产中，已经成为农业机械发展必然趋势，这不仅能大大提高农业生产效率，还减轻了农业劳动力。近几年来，欧美国家在应用自动控制技术时，在农业机械上开始安装和使用GPS系统，从而对农业生产作业进行监控和管理。此外，西方农业如今也将自动化技术投入到畜牧业等农业生产方面中。在欧美发达国家农业广泛应用自动控制技术背景下，农业机械自动技术市场开始逐渐朝着亚洲等发展中国家转移。

分析我国的农业发展态势，在四个现代化中的“农业现代化”背景下，农业发展已经成为我国经济进步、社会进步的重要和首要内容。21世纪，我国农业机械水平明显提升，且自动控制技术逐渐投入到农业领域的研究和应用中。国家与政府的大力支持，使得我国农业生产和技术研发人员自动化意识大大提升，大量农产品需求的增长，使得自动化技术的实现变得非常迫切。

2 自动控制技术在农业机械中的特点

目前，在农业机械的研发过程中，自动化控制技术被积极引入，并且发挥着非常重要的作用，不仅能提升农业机械运作效率，还可以进一步确保农业生产获得获取更多的经济收益，推进现代化农业发展。自动控制技术在农业机械中的特点：①稳定性。自动控制技术应用于农业机械中，能很好的保持机械工作的稳定性，例如确保稳定运行效率与稳定经济收益；②实现灵活、便捷功能配置。自动控制技术本身具备的便捷、简单的特点，使其应用于农业机械中进行各类农业生产活动时，可以表现出更为灵活的效果，让农业机械操作变得更加简单；③实时控制。改善农业机械管控效益，也是提高其运作效率的关键。自动控制技术通过对不同机械进行合理管控，能充分实现农业机械实时管控目标；④自动诊断故障功能。自动控制技术应用于农业机械中，可以对机械设备在运行时出现的故障进行自主排查和诊断，然后生成一系列数据，为运维人员提供有效的参考，使其能及时、准确找到故障位置和原因，并高效完成故障排查。

3 自动控制技术的主要控制方式

（1）开环控制。自动控制技术中开环控制方法又叫做程序控制，依据表面意思理解：依据预先编制好的程序，采取信号方式完成控制指令传达，从而完成被控对象的运行过程控制工作。可依据不同信号产生的条件，将开环控制分为条件控制、时限控制以及次序控制等类型。此外，可编程逻辑控制器（PLC）作为开环控制的代表设备，核心技术为微电子，且广泛应用于工业控制领域中。

（2）闭环控制。闭环控制常被称为反馈控制，控制原理与人目的性有着非常高的相似点。闭环系统一般由传感器、控制装置和执行机构三部分组成。其中：传感器与人感觉器官类似，可以有效检测被控状态信息，然后将人体信息转换为物理信号，并发给控制装置。控制装置在接收到传感器发送的物理信号后，会自动生成控制信号，信号经过执行机构控制被控对象。就目前来说，闭环控制的种类相对较广，例如智能控制、最优控制、模糊控制、专业控制和自适应控制、最优控制等。

4 自动控制技术在农业机械中的具体运用

（1）地理信息技术的应用。地理信息技术在农业生产中具体应用的重要技术内容，就是自动控制技术与地理信息技术的融入，两者的融合能有效加强自动控制技术与农业科学工作的联系。例如，自动控制技术中的地理信息系统能实现对土地农作物、土壤状态等农业数据进行检测，并依据相关数据分析农作物生长周期和土壤环境情况，系统化、科学化地分析和评估农业生产效率，从而实现整体动态管理。另外，地理信息系统的应用，可在农业生产中构建出直观的运作模型，通过详细分析数据，从而更准确地呈现工作结果，让每一个农作物都能得到科学评估和预测，使其生产质量得到保障。例如：若农作物发生病虫灾害时，依托地理信息系统可以系统性分析农作物病虫灾害受灾情况，包括受灾面积、灾害程度等，农业科研人员依据数据制定针对性措施，避免浪费人力和时间成本。

（2）施肥自动控制技术的应用。现代化农业发展目标就是实现生产管理智能化和自动化。例如在农业施肥、灌溉水源等方面实现自动控制，可以提高化肥、水资源利用率，并提高工作效率。同时，将自动控制技术应用于施肥控制中，还可以将灌溉与施肥有效结合起来，在压力作用下将肥料和水充分结合，实现自动化施肥作业。自动化施肥灌溉改变了传统施肥灌溉费时、费力、费材料的缺陷，使施肥工作更加精准、高效。

（3）自动化温室控制技术科技水平的发展带来了新的农产品生产方式，为了避免天气变化对农作物的影响，农业温室大棚很好地解决了这一难题。温室大棚控制室内采光和通风设备，并保持温度时，一般采取精密温度控制系统实现。将自动控制技术融入温度控制系统中，实现自动温度控制，还可以在合适的位置安装自动温度感应器，随时随地检测温室大棚室内指标情况，然后将检测到的温度、湿度和二氧化碳等数据传送到控制中心，由控制中心进行分析和运算。最后依据计算出的数据自动调整温室大棚通风窗、控制设备以及空气循环机等，做到时时刻刻保持室内温度在最适合农作物生长的状态下，不仅可以有效改善农作物生长条件，还能进一步提高农产品生产产量和质量。

5 结 语

综上所述，农业机械自动化控制技术的应用，不仅可以解决目前我国农业生产各类难题，同时，自动控制技术应用于农业机械中，还能实现农业机械的智能化，降低因操作人员本身因素导致的农业机械方面损失，大大节约劳动成本。目前，自动控制技术在农业机械中的影响，促进了我国现代化农业发展，这也是缩小与国外发达国家农业经济水平差距的关键。但由于不可控因素的影响，我国现代化农业在实现过程中存在诸多不足，在大范围推广时也会遇到一些障碍，这需要从业人员不断努力，农业科研人员加强研究，共同为我国农业发展助力。