自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)及發(fā)展中應(yīng)用

張寶庫

【摘 ? 要】 我國是典型的農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)在我國的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)也占有非常重要的地位。隨著現(xiàn)在的科技在不斷的發(fā)展，社會(huì)在進(jìn)步，而傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)勞作的方式顯然很難適應(yīng)目前社會(huì)上激增的人口量和糧食短缺的問題。本文主要討論了自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)和發(fā)展過程當(dāng)中的應(yīng)用策略。

【關(guān)鍵詞】 自動(dòng)控制;農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì);應(yīng)用發(fā)展;探析

中圖分類號(hào)：S23 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-1073（2020）12-0070-71

[Abstract] China is a typical agricultural country， agriculture also occupies a very important position in the economic market of our country. With the continuous development of science and technology， society is progressing， and the traditional way of agricultural labor is obviously difficult to adapt to the current social surge in population and food shortage. This paper mainly discusses the application strategy of automatic control technology in the process of agricultural machinery design and development.

[Key words] automatic control; agricultural machinery design; application development; analysis

這些年來農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)成大功率以及高速和舒適的方向不斷的發(fā)展，有很多比較著名的廠商都把全球定位系統(tǒng)等相關(guān)尖端細(xì)技術(shù)使用在了農(nóng)業(yè)機(jī)械方面，而自動(dòng)化的控制技術(shù)的應(yīng)用也變得非常普遍。我國的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化特別是在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方面獲得了很高的重視，隨著計(jì)算機(jī)還有電子技術(shù)等各方面的發(fā)展，人工智能也是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容。人工智能的發(fā)展對(duì)推動(dòng)以及實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)自動(dòng)化，并且促使農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的控制技術(shù)朝著智能化的技術(shù)方向發(fā)展有非常重要的意義。而農(nóng)業(yè)機(jī)械化的工程技術(shù)，相關(guān)工作人員也將會(huì)面臨更加長遠(yuǎn)的挑戰(zhàn)。

1 ?自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用中的現(xiàn)狀與優(yōu)勢(shì)

1.1 ?現(xiàn)狀

早在很久之前，英國就已經(jīng)發(fā)動(dòng)了工業(yè)革命，而人類因此邁入到了蒸汽時(shí)代，機(jī)器因此而出現(xiàn)，并且逐步代替了勞動(dòng)力，這是一場(chǎng)比較典型的技術(shù)革命，當(dāng)然也是一場(chǎng)重大的社會(huì)變革。而隨著第二次工業(yè)革命的到來，電氣時(shí)代業(yè)成就了機(jī)械化的生產(chǎn)，并且將其投入到了農(nóng)業(yè)勞作當(dāng)中去，這也讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力獲得了大幅度的提升，并且也超越了中國。上世紀(jì)40年代，第三次科技革命讓人們進(jìn)入到了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，因?yàn)榘l(fā)達(dá)國家打下了比較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因此很早就已經(jīng)開始了改革自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械等各方面的應(yīng)用擁有更加豐富的經(jīng)驗(yàn)，農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)目前仍然是西方發(fā)達(dá)國家處于巔峰水平，不管是農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力或者是糧食的產(chǎn)量都是很多發(fā)展中國家所難以氣急的。新中國一直成立到如今，我國的改革也在始終堅(jiān)持進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化的要求，而我國目前也突破了一些障礙，朝著世界更加先進(jìn)的水平跟進(jìn)，全力發(fā)展我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力[1]。

1.2 ?優(yōu)勢(shì)

首先是實(shí)時(shí)監(jiān)控自動(dòng)控制技術(shù)使用在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)當(dāng)中，最為重要的就是通過電力傳輸來實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控，其主要的優(yōu)勢(shì)就是耗時(shí)比較短，而且速度很快。其次就是對(duì)故障的排查，農(nóng)業(yè)機(jī)械非常難以避免發(fā)生故障，而自動(dòng)控制技術(shù)方面的投入使用，可以有效的排查故障農(nóng)業(yè)機(jī)械當(dāng)中安裝各種各樣不同的傳感器。這些傳感器對(duì)故障排查能夠起到一定的促進(jìn)作用，同時(shí)也可以完成自動(dòng)化已經(jīng)轉(zhuǎn)換的要求，比如農(nóng)業(yè)機(jī)械在運(yùn)作的過程當(dāng)中出現(xiàn)了一些零件故障，對(duì)應(yīng)傳感器就會(huì)主動(dòng)提供故障的預(yù)警，讓機(jī)器可以及時(shí)停止運(yùn)作。 還有一些傳感器會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)自我修復(fù)的系統(tǒng)來修復(fù)故障，這樣也可以讓農(nóng)業(yè)機(jī)械使用的便捷性有所提高。再次就是維修成本比較低，有了自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)基線更加廣泛的使用，不但可以讓農(nóng)業(yè)機(jī)械獲得更多自我檢查和修復(fù)的能力，同時(shí)也可以降低農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)生故障的幾率，減少維修的次數(shù)，提升機(jī)械使用的壽命，并且讓農(nóng)業(yè)機(jī)械的維修工作變得更加簡(jiǎn)單便捷，節(jié)省了很多維修的成本。

2 ?自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用探析

2.1 ?灌溉技術(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)

我國是比較典型的農(nóng)業(yè)大國，繼承了長久以來不但傳承的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)，并且發(fā)展出了很多更加具有時(shí)代特色的灌溉工具，比如風(fēng)力水車等，這些都蘊(yùn)藏著民眾的智慧，并且讓勞動(dòng)力有所減輕。而這些工具通過時(shí)間的沉淀逐漸演化成為了自動(dòng)灌溉技術(shù)，比如宋代的水轉(zhuǎn)翻車以及明清的風(fēng)力水車，都在一定程度上運(yùn)用了大自然的力量，讓農(nóng)田獲得了自動(dòng)化灌溉。隨著我國的改革開放，意識(shí)到如今經(jīng)濟(jì)在飛速發(fā)展的時(shí)代，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的要求也在變得更加嚴(yán)格，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力因此獲得了更多的提高以及發(fā)展，技術(shù)也變得更加先進(jìn)。面對(duì)現(xiàn)代日新月異不斷變化的科學(xué)技術(shù)，比較傳統(tǒng)的灌溉工具和技術(shù)很難再占據(jù)更多的優(yōu)勢(shì)，并且形成了一定的滯后和浪費(fèi)的情況。比如目前比較流行的自動(dòng)化控制技術(shù)不但可以進(jìn)行自動(dòng)灌溉，同時(shí)也可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)和反饋，能及時(shí)了解農(nóng)作物和土壤水分的具體情況，并且把監(jiān)測(cè)出來的數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)回給控制單元來完成分析任務(wù)之后，再使用中央控制系統(tǒng)分析這個(gè)農(nóng)田種植的農(nóng)作物特點(diǎn)，制定出更加高效的科學(xué)灌溉的時(shí)間和時(shí)間的用量，確保農(nóng)田在沒有人看管的情況下，可以有效地給農(nóng)作物實(shí)施自動(dòng)化的灌溉，并使其能夠盡量節(jié)約資源浪費(fèi)[2]。

2.2 ?農(nóng)作物施肥的自動(dòng)化控制

農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)不但有灌溉系統(tǒng)，同時(shí)也有施肥系統(tǒng)，一般情況下是有兩者相互之間配合使用的。在灌溉系統(tǒng)里面加入一些農(nóng)田農(nóng)作物所需要使用的肥料，并且通過灌溉系統(tǒng)將水和肥料可以共同輸送，這樣的自動(dòng)化的控制系統(tǒng)對(duì)農(nóng)作物的監(jiān)測(cè)，通過中央控制系統(tǒng)的計(jì)算和控制，能夠有效地將所需要省的化肥用量，及時(shí)輸送給不同的農(nóng)作物。從而實(shí)現(xiàn)人工所難以比擬的一種精細(xì)化的操作，盡量在最大限度上可以讓成本降低，同時(shí)也可以節(jié)約人力，使土壤的特性得到控制，對(duì)農(nóng)田的發(fā)展能夠起到非常重要的作用。

2.3 ?溫室大棚自動(dòng)化控制系統(tǒng)

古代因?yàn)槿藗儗?duì)農(nóng)作物知識(shí)水平認(rèn)知是非常有限的，因此很多農(nóng)作物的生長只能夠依靠自然環(huán)境。比如山坡以及荒漠等相關(guān)環(huán)境農(nóng)作物都是無法順利生長的，這也就造成了古代的農(nóng)作物產(chǎn)量非常低。目前科技的不斷發(fā)展，很多多元化的因素和農(nóng)業(yè)項(xiàng)目結(jié)合起來，不但可以讓農(nóng)作物的產(chǎn)量有所增高，同時(shí)也讓農(nóng)作物可以克服自然環(huán)境造成的影響，溫室大棚的產(chǎn)生，讓農(nóng)作物不再對(duì)寒冷懼怕，也不再受到土地的制約，可以真正的實(shí)現(xiàn)立體式的發(fā)展。通過在農(nóng)作物上覆蓋塑料膜，可以讓農(nóng)作物和外界的自然環(huán)境相互之間有所隔絕，防止受到大雨以及寒冷氣流等相關(guān)影響。在溫室大棚里面加入一些自動(dòng)化的控制技術(shù)，可以及時(shí)監(jiān)測(cè)大棚當(dāng)中的溫度和濕度，并且控制農(nóng)作物所需要的光照。通過各種比較先進(jìn)的傳感器，讓信息可以獲得更加有效的監(jiān)測(cè)，并且將信息可以傳遞給中央控制系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)分析和處理，要下達(dá)相關(guān)指令，讓農(nóng)作物的生長環(huán)境獲得更加有效的控制，使農(nóng)作物可以時(shí)刻存在一種比較良好的生長環(huán)境當(dāng)中。

3 ?自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用發(fā)展的趨勢(shì)與意義

3.1 ?發(fā)展趨勢(shì)

目前我國的經(jīng)濟(jì)在飛速的發(fā)展，這和農(nóng)業(yè)的發(fā)展是分不開的，農(nóng)作物大量的生產(chǎn)也促使很多行業(yè)的崛起，各行各業(yè)都吸引了很多年輕的勞動(dòng)力，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重任，確有很多滯留的老年人以及女性或是孩童擔(dān)任。隨著社會(huì)不斷地獲得更多的發(fā)展，這樣的現(xiàn)象將會(huì)長期存在，而農(nóng)作物的生產(chǎn)具有其季節(jié)性以及時(shí)效性，為了讓農(nóng)作物獲得可持續(xù)發(fā)展，要盡量緩解農(nóng)作物當(dāng)中勞動(dòng)力不足的情況。而效率更高的智能化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及自動(dòng)化系統(tǒng)，就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中需要立即發(fā)展的項(xiàng)目，將智能監(jiān)測(cè)以及自動(dòng)化的控制作為主要核心的自動(dòng)化技術(shù)，將會(huì)被廣泛的使用在農(nóng)作物生產(chǎn)當(dāng)中，比如在收割機(jī)上面安裝監(jiān)測(cè)傳感器就可以快速的計(jì)算產(chǎn)量。而機(jī)器人的產(chǎn)生也可以在短時(shí)間內(nèi)截取勞動(dòng)力不足的情況，而這些技術(shù)方面的突破也讓農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)可以獲得更加高效的，更具有自動(dòng)化性質(zhì)的生產(chǎn)。

3.2 ?發(fā)展意義

隨著我國城市在不斷地建設(shè)，并且獲得了更多的發(fā)展可能性，有很多非常年輕的勞動(dòng)力也會(huì)更加向往城市，并在城市當(dāng)中發(fā)揮更多的價(jià)值，這也讓農(nóng)村老齡化的現(xiàn)象變得更加嚴(yán)重，使農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)必須要走向更加高效的自動(dòng)化以及智能化的生產(chǎn)階段。面對(duì)這樣的挑戰(zhàn)以及與其同時(shí)產(chǎn)生的機(jī)遇，農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化控制技術(shù)將會(huì)迎來更加嶄新的發(fā)展前景，這也正是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程當(dāng)中所必然會(huì)經(jīng)歷的趨勢(shì)之一。

4 ?結(jié)束語

綜上所述，我國的農(nóng)業(yè)一直以來都處于支柱產(chǎn)業(yè)的位置，這些年來持續(xù)不斷地向著機(jī)械自動(dòng)化的生產(chǎn)方向不斷推進(jìn)。自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械當(dāng)中的使用，可以讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平有所提升，解決困擾到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)方面的問題，同時(shí)這也正是未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中最大的趨勢(shì)，可以幫助國內(nèi)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程有所推進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊 洪.自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)及發(fā)展中的應(yīng)用[J].數(shù) ? ? ? ? 字化用戶， 2018， （027）：106.

[2] 林 強(qiáng).自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的運(yùn)用探析[J].南方農(nóng)機(jī)， ? ? ? ? 2018， 49;300（08）：33.

（編輯：李曉琳）