自动控制技术在农业机械设计及发展中的应用

2021-11-27张茫茫

现代农业研究 2021年3期

张茫茫

（巴音郭楞职业技术学院新疆，库尔勒 841000）

1 自动控制技术在农业机械设计的应用历史

1.1 自动控制技术

自动控制技术是当前社会中最为先进的技术之一，以其高效的控制功能以及精准的控制能力在现代社会生产中广泛应用。自动控制技术是一项综合性的技术，在其具体应用的过程中，应用了包括电力学知识、物理知识、数学知识以及电子控制学知识等相关内容，实现了“自动化”控制。自动控制技术是现代自动化技术发展的前身，应用自动控制技术之后，机械系统可以很大程度上实施无人化操作和自动化操作，极大程度上节约了人力资源成本，也提升生产组织效率。

1.2 自动控制技术在农业机械设计中的应用历史

机械的产生可以追溯到工业革命时期，蒸汽机以及火车的出现让西方国家进入到机械时代，利用机械代替传统的手工劳动力，很大程度上提升了生产力，也一定程度上实现了劳动力资源的优化配置。而随着工业化的发展，人们开始进入到电气时代，电力的应用更是极大改变了社会的生活方式，同时电能与工业机械结合的方式。也让机械的生产效率再一次得到提升。而在进入到20世纪中期，计算机开始问世，人类正是进入到就三级互联网时代，计算机互联网技术再次与电力机械完成技术融合，实现了用计算机控制系统对生产机械进行控制，从而完成对生产机械的无人化控制。另外，随着二战之后世界朝向和平年代发展，并且世界人口不断增加，为了解决粮食问题，各国开始重视农业发展，通过对农业技术的改革，并将自动化的控制技术应用于常见的农业机械当中，可以实现农业机械的控制功能提升，提升农业机械的生产效率，对于农业生产力的发展也起到重要的作用。

2 自动控制技术在农业机械设计中应用优势

当前，自动控制技术在农业机械设计领域当中的应用非常重要，并且为了进一步提升农业生产力，各国农业科研人员都在加紧研究，农业机械技术当中自动控制技术的良好应用。当前，在农业机械设计当中应用到自动控制技术，主要有以下几方面优势特点；

2.1 实现实时监控

自动控制技术在农业机械手机当中的具体应用可以有效的实现农业机械设备的自动监控功能。在农业机械的使用过程中，对于自身的功能实现监控，能够保证农业机械生产效率，减少农业机械的故障发生率。在应用自动化控制系统设计之后，系统的传感技术可以对农业机械的各组织工作性能信息进行有效的采集，并传达到自动控制系统当中，从而实现自动控制系统对农业机械的工作实时监控了解。

2.2 故障自动排查

在农业生产中，农业生产工作比较复杂并且在实际的生产中也有可能遇到相对比较严重的天气[1]。所以，在实际的农业生产过程中，农业机械出现故障问题十分常见，但是一旦农业机械出现故障问题，农业机械的工作效率就会下降，甚至会出现瘫痪的问题，从而给农业生产带来麻烦。而在农业机械设计当中应用到自动控制技术，利用自动控制技术可以在很大程度上实现故障自动排查。在实际的应用过程中，自动控制系统可以实现对农业机械的各系统完成运行数据采集，并自动与内部的计算机系统进行数据对比，一旦发现数据出现异常立即开始故障分析和判断，同时对出现故障的位置实施报警，从而提升农业生产中机械故障的检测效率，对于农业生产效率提升也大有益处。

2.3 实现工作效率提升

在农业机械设计当中应用到自动控制技术最大的优势就是完成农业机械生产效率的提升。传统的农业机械为手工操作发生，手工操作方式的主要问题就包括两方面问题，其中一方面问题就是手工操作，操作精度控制不良，经常出现操作失误，而影响到农业生产，另外一方面则是手工操作时间较慢，并且比较复杂，从而影响到农业机械的工作效率。

2.4 实现自动维修

自动控制技术在农业机械设计当中的应用可以完成对农业机械的实时监控，而在自动化技术不断发展的过程中，尤其是计算机技术和传感技术应用后，自动化的农业机械耦控制技术可以实现自身故障的检修，并同时根据系统自动分析完成基础故障的处理。通过自动维修功能的实现，减少了农业机械的故障发生率，也提升了农业机械的故障维修次数，降低维修成本。

3 自动控制技术在农业机械设计中的具体应用

3.1 自动化灌溉技术的具体应用

农业种植和生产过程中水利灌溉是必不可少的内容，同时水资源也是农作物生长的必然条件，所以水利灌溉技术是农业种植技术中最重要的技术之一[2]。我国是传统农业大国，在工业革命之前，我国的农业技术是世界最为先进的农业技术。经过了上千年的技术发展，我国农业生产遗留下很多高效的农业水利灌溉种植技术及灌溉机械，如翻车、高转筒车、水转翻车、风力水车等对于我国的农业灌溉起到非常重要的作用。而在当前的农业生产中，传统的灌溉方式和灌溉机械已经不能够满足现代灌溉技术的应用，所以将自动控制技术应用到灌溉技术当中，实现农业灌溉效率的提升以及节能水利。

3.2 自动控制技术在农业机械中的具体应用

农业机械是当前农业种植当中的重要生产工具，对于农业生产种植起到重要的作用，并且农业机械同时也是农业自动化生产的主要动力。在农业机械中如拖拉机、联合收割机以及播种机的使用，完成农业种植的全部自动化应用，极大程度上提升农业机械生产的效率。而自动控制技术在农业机械中具体应用的过程中，主要外部接收系统、自动控制系统以及显示系统等共同完成农业机械的具体控制功能。①接收系统主要包括车载GPS等模块，负责对农业机械的车载信息进行采集和分析。②自动控制模块是农业机械中应用自动控制功能的重要模块，对于农业机械的自动化控制有重要的意义。其主要包括自动驾驶功能、自动故障检测和维修功能以及控制指令发送等，在具体的实施控制功能中，核心控制系统主要通过控制器来完成工作。③显示模块主要设置于农业机械的驾驶仓内部，方便农业机械使用者对农业机械的实时工作状态进行数据采集，同时显示农业机械的实施位置，不仅能够让使用者操作更加简便，更是操作者感受到自动操作系统的使用安全。

3.3 自动控制技术在温室大棚当中的具体应用

自动控制技术在农业温室大棚种植当中也有非常良好的应用，温室大棚种植是当前农业种植当中非常重要的一种种植方式，也是一种种植效率非常高的种植方式，通过农业温室大棚的建设，可以完成农作物生长周期的缩短以及农作物的提前种植，对于农业生产而言具有非常重要的意义。而在农业温室大棚建设中，包括大棚基础架构建设、大棚内部温度控制建设、大棚内部供水以及照明建设等多方面内容。而传统的农业大棚建设施工较慢，并相关系统的连接性不够强，所以导致实际的大棚建设中出现效率问题。而应用到自动控制技术后，温室大棚建设可以完成集成控制系统的建设应用，利用温室大棚自动化控制系统设计，同时完成温控、光照控制、供水控制、照明控制等内容，从而保证温室大棚建设合理，也保证温室大棚能够良好的发挥作用。

4 自动控制技术在农业机械设计中的重要应用趋势

农业机械设计当中应用到自动控制技术是现代农业种植发展的新反向，一方面提升了农业种植的工作效率。另外一方面，通过农业机械自动化的实现，也很大程度上减少农业生产力的实现。随着我国城市化的发展，大量农村劳动力输入城市务工，而使农村劳动力减少，而农业机械设计当中应用到自动控制技术，很大程度上解决了农业劳动力减少的问题。