自动控制技术在农业机械中的应用分析

2019-11-28朱丛军

商品与质量 2019年42期

朱丛军

山东省济南市莱芜区大王庄镇人民政府山东济南 271119

农业生产是农村经济的重要组成部分，而科学技术在农业生产领域中的应用范围也在不断深入，人们在农业生产中对农产品的质量也不断提高，从而极大地促进了农业机械化和农业现代化。农业机械化、自动化是发展现代农业的重要支撑力量，可以提高粮食综合生产力。因此，加强对农业机械自动化技术的研究和应用非常重要，对现代农业的发展有重要促进意义。

1 农机自动化技术综述

农业机械向自动化方向发展不仅能提高农业机械的作业品质，更有利于农机工作效率的提升。面对着我国农村劳动力逐渐减少的实际情况，农村的劳动人口已出现不足趋势，且常住人口老人和妇女儿童增多，这不仅需要大量农业机械替代传统的人力劳动，更需要这些机械简单易操作，使用稳定可靠，这都要通过农机自动化技术来实现。农机自动化技术的应用能显著减少农业生产的用工成本，并同时增加农业生产作业过程的合理性，使作物生长环境和条件得到优化。农民工作时舒适性和便捷性显著增加，农业生产的体验得到明显改善[1]。

2 农业机械自动化发展的制约因素

2.1 科技含量不高

我国农业机械自动化的发展达到了瓶颈，有许多需要改进和完善的地方。现在我国农业机械自动化中普遍存在的一个问题就是科技含量不高，这导致机械在运用的过程中也受到了一定的限制。我国大多数农业机械都缺乏新技术的支撑，都是模仿国外的机械进行制造的，并没有根据我国土地和农业的特点进行有效的改造。并且在农业机械制造方面缺乏专业的科学人才，无法对农业机械进行一定的优化升级。大多数农民的知识水平有限，他们难以操控有较高科技水平的农业机械。如果提高了科技水平，机械的价格也会相应提升，但是农民却无法购买昂贵的农业机械设备。这方面的资金投入也比较匮乏，这些都阻碍了农业机械自动化的发展。

2.2 相关从业者认知水平有限

除了农业机械化设备的落后与机械化科学技术含量低之外，综合高素质人才的缺乏也制约着农业机械自动化的发展。现代高新技术的农业机械自动化发展需要技术与管理相结合，对人员的要求更加严格。而我国农民的科学素养普遍不高，缺乏追逐高新农业机械设备的诉求，对农业机械设备的要求也不高。除此之外，农机的生产与广泛应用也缺乏系统的规划设计，想要适应市场经济与现代化农业发展建设，更需要企业不断深化在经营管理及农机设计、制造、运营和评价营销等方面的能力。

2.3 农业机械自动化起步晚

我国农业机械自动化的发展与一些发达国家相比速度较为缓慢。首先，我国的农业机械自动化起步时间较晚，与发达国家存在一定的差距。比如，美国农业相就已经完全实现了全程机械化操作。而我国在发展农业机械自动化时，受到地形、环境等多方面因素的影响，一定程度上制约了农业机械化自动化的发展。我国农业机械自动化的推进中，使用的农业机械基本都是仿照发达国家的机械设备，与我国的实际情况也存在一定的差异性。科学技术含量不高是其中的重要影响因素，现今的农业机械自动化技术与我国农业发展的需求不能很好的结合，使农业机械自动化技术仍处于初级阶段。没有完全自主研发农业机械制造技术，让农业机械自动化的实现受到抑制[2]。

3 自动控制技术的主要控制方式

3.1 开环控制

开环控制也被称为程序控制，具体控制方式是用预先编制好的程序，利用信号传送控制指令，被控对象就会按照控制质量进行运行。在其控制过程中，按照信号产生的条件不同还会将开环控制分为条件控制、次序控制、时限控制等几种类型，如果在一些程度较高以及运行过程较为复杂的系统中还会通过更多种类型的程序进行控制，以便保障控制过程的有效性。

3.2 闭环控制

闭环控制也被称为反馈控制，其在控制过程中具有较大的目的性。闭环控制通常由传感器、控制装置以及执行机构三个部分组成，其中传感器更像是人的感觉器官，在控制过程中起到检测被控对象状态信息的作用，同时还能将这些信息转化成物理信号传送给控制装置，控制装置则会以此自动生成控制信号来实现对被控对象的控制行为。

4 自动控制技术在农业机械中的应用

4.1 实现农业机械设备的自动化装配

农业机械设备的自动化装配能对机械设备进行监督，如果机械设备在运行的过程中发生异常，都可以及时发出警报提醒相关工作人员。通过相关人员的检测和维修，保证农业机械设备能正常地投入到使用中。并且自动化装配还能检测到发生异常的部位，给予工作人员一定的检测方向。还有对农业机械设备进行一定的革新，不能只模仿国外的机械设备，要根据我国农业种植的特点和地形特征等，设计出符合我国农业生产特点的自动化机械，在更大程度上满足农业生产的需求，提高我国农业的水平，帮助我国农民实现增收[3]。

4.2 根据国情完善农机技术与服务体系

农业机械自动化想要广泛应用起来，首先要完善我国农业机械自动化技术，将农机设备的应用与科学技术紧密结合，利用计算机网络技术、传感器、接口技术等提高农业机械自动化的系统化应用，在使用过程中采集数据精准分析，为农业生产提供理论支持；其次因地制宜地进行农业机械设备的研究与科技投入，针对各个农业区域的地形、气候、水源分布等情况和农业机械设备的用途不同改善和革新原有的技术，让农业机械自动化向智能化和多元化发展；第三，国家相关部门建立完善的政策体系，针对积极响应的区域或者个人给予政策扶持，大力支持农业体系的建设和发展。

4.3 集成化

集成化发展方向是自动控制技术的重要趋势，要求自动控制技术在发展过程中应重视起多个方面、多个功能的发展，应综合利用计算机技术和电子技术以及网络技术等各项先进的技术手段，保证机械自动控制系统的整体性能，同时还能够使自动控制系统更加完善。在研究开发的过程中也需要借助国外先进的理论知识以及实践经验，不断优化整体自动控制系统，不断发挥自动控制技术在现代生产生活中的重要作用。

4.4 信息化

信息技术自面世以来，发展速度非常迅速，应用范围也非常广泛，与人们的工作、生活均紧密结合。在农业机械自动化技术中应用超高集成电路和微型计算机等，可以让技术的安全性、可靠性以及有效性均得到有效提升，进一步推进农业机械自动装置的开发与研究。信息技术的不断成长，对农业机械自动化的推进有着非常重要的影响，其意义不言而喻。在当前的农业机械化基础上，利用现代信息技术来控制农业机械的微芯片，可以获得作物和当地地形以及天气等相关信息，还可以智能控制人工降雨等措施，让农业机械自动化技术的实现智能化控制。因此，在推进农业机械自动化时，需要采取适合的方式与信息技术相结合，帮助农业人员更简便的控制农业机械自动化技术。此两者相融合，可以让农作物在不同阶段的生长要求均可以利用软件来呈现，并结合计算机微芯片的综合分析，实现自动灌溉、施肥，保障农业生产的需求。

4.5 加强技术的通用性和易用性

现阶段我国的农机自动化技术还不能完全满足农业机械的使用要求，主要原因是很多先进的自动化技术在农机上不具备广泛的适用性，导致只有部分应用某一自动化技术的机型能实现高效优质的作业，而更多的机型无法套用此模式，即使勉强应用也难以适应农业生产的复杂环境，同时也造成了很多农机在开发自动化控制系统时耗费大量人力物力，由于通用技术少，使农机的制造和维护成本增加。因此，为优化农业机械的自动化程度，相关技术研发人员应注重自动化技术的通用性和模块化研究，最终形成适合我国农机化特点的自动化技术体系。