周劍鋒

（武昌工學(xué)院，湖北 武漢 430065）

農(nóng)業(yè)的持續(xù)生產(chǎn)是保證社會(huì)健康發(fā)展，穩(wěn)定國家發(fā)展的重要基石，同時(shí)也是我國作為農(nóng)業(yè)大國的國之根本。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的標(biāo)志就是農(nóng)業(yè)機(jī)械，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，對我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)有較大影響。西方農(nóng)業(yè)在二次工業(yè)革命后開始將農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)技術(shù)投入生產(chǎn)中，并大大提高了生產(chǎn)質(zhì)量與效率，遠(yuǎn)超其它國家。如今我國人口眾多，人均耕地面積小，在一定程度上制約著農(nóng)業(yè)發(fā)展，因此優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化勢在必行。

1 自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中發(fā)展現(xiàn)狀

要想實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，其關(guān)鍵點(diǎn)就是自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的發(fā)展與實(shí)現(xiàn)。就目前來說，自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展必然趨勢，這不僅能大大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，還減輕了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力。近幾年來，歐美國家在應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)時(shí)，在農(nóng)業(yè)機(jī)械上開始安裝和使用GPS系統(tǒng)，從而對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控和管理。此外，西方農(nóng)業(yè)如今也將自動(dòng)化技術(shù)投入到畜牧業(yè)等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面中。在歐美發(fā)達(dá)國家農(nóng)業(yè)廣泛應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)背景下，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)技術(shù)市場開始逐漸朝著亞洲等發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。

分析我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，在四個(gè)現(xiàn)代化中的“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”背景下，農(nóng)業(yè)發(fā)展已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)步、社會(huì)進(jìn)步的重要和首要內(nèi)容。21世紀(jì)，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械水平明顯提升，且自動(dòng)控制技術(shù)逐漸投入到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用中。國家與政府的大力支持，使得我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和技術(shù)研發(fā)人員自動(dòng)化意識大大提升，大量農(nóng)產(chǎn)品需求的增長，使得自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)變得非常迫切。

2 自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的特點(diǎn)

目前，在農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)過程中，自動(dòng)化控制技術(shù)被積極引入，并且發(fā)揮著非常重要的作用，不僅能提升農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)作效率，還可以進(jìn)一步確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲得獲取更多的經(jīng)濟(jì)收益，推進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展。自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的特點(diǎn)：①穩(wěn)定性。自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中，能很好的保持機(jī)械工作的穩(wěn)定性，例如確保穩(wěn)定運(yùn)行效率與穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)收益；②實(shí)現(xiàn)靈活、便捷功能配置。自動(dòng)控制技術(shù)本身具備的便捷、簡單的特點(diǎn)，使其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中進(jìn)行各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，可以表現(xiàn)出更為靈活的效果，讓農(nóng)業(yè)機(jī)械操作變得更加簡單；③實(shí)時(shí)控制。改善農(nóng)業(yè)機(jī)械管控效益，也是提高其運(yùn)作效率的關(guān)鍵。自動(dòng)控制技術(shù)通過對不同機(jī)械進(jìn)行合理管控，能充分實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)時(shí)管控目標(biāo)；④自動(dòng)診斷故障功能。自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中，可以對機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障進(jìn)行自主排查和診斷，然后生成一系列數(shù)據(jù)，為運(yùn)維人員提供有效的參考，使其能及時(shí)、準(zhǔn)確找到故障位置和原因，并高效完成故障排查。

3 自動(dòng)控制技術(shù)的主要控制方式

（1）開環(huán)控制。自動(dòng)控制技術(shù)中開環(huán)控制方法又叫做程序控制，依據(jù)表面意思理解：依據(jù)預(yù)先編制好的程序，采取信號方式完成控制指令傳達(dá)，從而完成被控對象的運(yùn)行過程控制工作?？梢罁?jù)不同信號產(chǎn)生的條件，將開環(huán)控制分為條件控制、時(shí)限控制以及次序控制等類型。此外，可編程邏輯控制器（PLC）作為開環(huán)控制的代表設(shè)備，核心技術(shù)為微電子，且廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域中。

（2）閉環(huán)控制。閉環(huán)控制常被稱為反饋控制，控制原理與人目的性有著非常高的相似點(diǎn)。閉環(huán)系統(tǒng)一般由傳感器、控制裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其中：傳感器與人感覺器官類似，可以有效檢測被控狀態(tài)信息，然后將人體信息轉(zhuǎn)換為物理信號，并發(fā)給控制裝置?？刂蒲b置在接收到傳感器發(fā)送的物理信號后，會(huì)自動(dòng)生成控制信號，信號經(jīng)過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制被控對象。就目前來說，閉環(huán)控制的種類相對較廣，例如智能控制、最優(yōu)控制、模糊控制、專業(yè)控制和自適應(yīng)控制、最優(yōu)控制等。

4 自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的具體運(yùn)用

（1）地理信息技術(shù)的應(yīng)用。地理信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具體應(yīng)用的重要技術(shù)內(nèi)容，就是自動(dòng)控制技術(shù)與地理信息技術(shù)的融入，兩者的融合能有效加強(qiáng)自動(dòng)控制技術(shù)與農(nóng)業(yè)科學(xué)工作的聯(lián)系。例如，自動(dòng)控制技術(shù)中的地理信息系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對土地農(nóng)作物、土壤狀態(tài)等農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，并依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析農(nóng)作物生長周期和土壤環(huán)境情況，系統(tǒng)化、科學(xué)化地分析和評估農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，從而實(shí)現(xiàn)整體動(dòng)態(tài)管理。另外，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，可在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中構(gòu)建出直觀的運(yùn)作模型，通過詳細(xì)分析數(shù)據(jù)，從而更準(zhǔn)確地呈現(xiàn)工作結(jié)果，讓每一個(gè)農(nóng)作物都能得到科學(xué)評估和預(yù)測，使其生產(chǎn)質(zhì)量得到保障。例如：若農(nóng)作物發(fā)生病蟲災(zāi)害時(shí)，依托地理信息系統(tǒng)可以系統(tǒng)性分析農(nóng)作物病蟲災(zāi)害受災(zāi)情況，包括受災(zāi)面積、災(zāi)害程度等，農(nóng)業(yè)科研人員依據(jù)數(shù)據(jù)制定針對性措施，避免浪費(fèi)人力和時(shí)間成本。

（2）施肥自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理智能化和自動(dòng)化。例如在農(nóng)業(yè)施肥、灌溉水源等方面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可以提高化肥、水資源利用率，并提高工作效率。同時(shí)，將自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于施肥控制中，還可以將灌溉與施肥有效結(jié)合起來，在壓力作用下將肥料和水充分結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化施肥作業(yè)。自動(dòng)化施肥灌溉改變了傳統(tǒng)施肥灌溉費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)材料的缺陷，使施肥工作更加精準(zhǔn)、高效。

（3）自動(dòng)化溫室控制技術(shù)科技水平的發(fā)展帶來了新的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方式，為了避免天氣變化對農(nóng)作物的影響，農(nóng)業(yè)溫室大棚很好地解決了這一難題。溫室大棚控制室內(nèi)采光和通風(fēng)設(shè)備，并保持溫度時(shí)，一般采取精密溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。將自動(dòng)控制技術(shù)融入溫度控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度控制，還可以在合適的位置安裝自動(dòng)溫度感應(yīng)器，隨時(shí)隨地檢測溫室大棚室內(nèi)指標(biāo)情況，然后將檢測到的溫度、濕度和二氧化碳等數(shù)據(jù)傳送到控制中心，由控制中心進(jìn)行分析和運(yùn)算。最后依據(jù)計(jì)算出的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整溫室大棚通風(fēng)窗、控制設(shè)備以及空氣循環(huán)機(jī)等，做到時(shí)時(shí)刻刻保持室內(nèi)溫度在最適合農(nóng)作物生長的狀態(tài)下，不僅可以有效改善農(nóng)作物生長條件，還能進(jìn)一步提高農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量。

5 結(jié) 語

綜上所述，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以解決目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各類難題，同時(shí)，自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中，還能實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化，降低因操作人員本身因素導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)機(jī)械方面損失，大大節(jié)約勞動(dòng)成本。目前，自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的影響，促進(jìn)了我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展，這也是縮小與國外發(fā)達(dá)國家農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)水平差距的關(guān)鍵。但由于不可控因素的影響，我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)在實(shí)現(xiàn)過程中存在諸多不足，在大范圍推廣時(shí)也會(huì)遇到一些障礙，這需要從業(yè)人員不斷努力，農(nóng)業(yè)科研人員加強(qiáng)研究，共同為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展助力。