刘雨亮 吴方崛 龚锦洲

（荆楚理工学院 湖北荆门 448000）

随着国民经济的持续发展，特别是经济和科技的不断进步，国家和社会对农业生产效率和质量的要求不断提高，人们对农产品的需求量也不断增大。因此近年来国家对农业发展的重视程度越来越高，传统机械在农业生产中的作业效率在满足人民需求方面逐渐显得力不从心[1]。赋予传统机械自动化能力，实现基于自动控制技术控制农业机械产品已经成为农业机械发展的主要方向。借助自动化控制技术，可以实现对作物环境的检测和调整，从而使农业生产的自动化和智能化水平得到有效的应用，进而提升农作物产量以及农业生产率[2]。另外，农业机械融入自动化控制技术，可以提升农业机械制造的标准化程度，对优化机械制造工艺、节约制造成本有重要意义。

1 自动控制技术在农业机械中的应用

1.1 农业机械的部分自动控制技术

随着农业机械装备功率的逐步增大以及工作环境的日渐复杂，长时间的震动会使零部件发热，易造成因高温而发生火灾等事故。采用温度传感器能够实时监测核心部件的温度，并根据温度监测值及时利用控制程序调整部件的工作状态，例如降低功率或停止工作，最终降低事故发生的概率[3]。

1.2 自动控制技术在精细化作业中的应用

温室中农作物的生长过程需要进行精细化检测，温室也是精细化作业的重要基地之一。在实际生产过程中，相关技术人员不仅要对机械设备进行有效的维护和管理，又要对农产品的实时生长状况进行分析，其日常工作非常繁重[4]。对作物状态进行监控，其数量庞大，检测结果的真实性和准确性也比较差。应用自动化控制技术，在具体作业过程中，作业人员可以利用自动控制技术实现作物状态的监控，将跟踪人员的工作负担降到最低，从而提升作业人员的工作效率。

1.3 自动控制技术在农业灌溉中的应用

随着现代农业的不断发展，自动化灌溉技术不断应用于农业灌溉中。工作人员首先需要科学合理规划农业耕地，随后在固定区域内定量设计相应的自动化灌溉装置，工作人员可根据耕地实际情况设计设备的具体工作时间，实现精细化灌溉。工作一段时间后，隔固定时间再进行灌溉工作。另外，还能合理设置灌溉机械的灌溉时间长度，实现自主灌溉。通过农业灌溉自动控制技术，不仅能够大幅降低灌溉人员的工作量，还能降低水资源的使用量，节约灌溉成本。

2 自动控制技术在农业领域应用存在的问题

2.1 自动化整体水平较差

虽然自动化技术已经在农业生产机械中得到应用，但就目前来看，我国农业户口群体庞大，现已超过87 万户，在农村想要实现自动化技术的全民应用仍然是一个巨大挑战。虽然我国大部分农村在一定程度上实现了机械化，但其自动化水平还比较低，农业机械制造过程的创新能力不足，未将全面自动化工作纳入设计工作中。例如在农田插秧和收割过程中仅仅只能实现基本的动作，其实际工作效率较低，尽管目前机械设备采取了自动化，但仍然存在较大问题，例如故障较多、维修困难、维修成本高等。另外，在传统农业机械设计过程中，仅有部分机械使用了自动化技术，其技术水平仍然比较低，使得农业机械制造过程中自动化技术无法发挥出其优势，从而影响农业发展。

2.2 自动化技术在农业机械发展尚处于初级阶段

自动化技术在农业生产制造过程中主要是面向机械产品的设计和制造。在国内，农业机械的自动化水平较低，其创新水平比较薄弱，自动化的农业人才相对比较紧缺，使自动化技术在农业机械设计中的制造仍然存在不同程度的制约。另外，材料的选取也是农业机械制造的制约因素。材料的选择受限于高性能材料，其价格太高，但如果选择低价格的材料，不能满足其对农业生产的基本要求，在自动化农业机械应用过程中仍然处于停顿状态。目前国内较多地区仍然采用传统手工作业方式，导致农业水平发展速度较慢，加之农村劳动力逐步减少，因此机械化和自动化将是未来的主要发展方向。

3 自动控制技术在农业机械中的应用策略

3.1 科学合理的推广农业机械自动化

农业机械中采用自动化控制，其标志是农业生产的高效和安全性，另外绿色和成本节约也是近年来提出的口号。农业机械自动化发展模式的具体应用效果应该进行定期评价，科学合理地选择农业机械自动化的推广应用模式，最终有效实现农业机械自动化的发展。从目前情况来看，随着农村劳动人员不断向城市转移，农业市场的竞争力逐步增强，此种现象使农业的发展对大型机械装备和高科技含量的机械设备需求都不断增加。对于农业的机械化和自动化发展来说，不管是对自动化模式的选择还是对自动化模式的转型升级都显得非常重要。

3.2 以农业机械的自动控制水平提升为着力点

作为农业大国，我国经济和科技都在如火如荼地发展中。现如今，国家着重发展农业，不管对人力资源还是物力、财力资源都倾斜了大量投资，目前传统农业正向现代化农业方向发展。和欧美发达国家相比，国内的农业整体发展水平尤其是自动化水平还比较低，重视程度也严重不足。比如产品的整体开发技术比较落后，对农业机械产品开发的力度具有一定局限性。未来自动化技术发展的首要任务是实现农业生产过程的智能化，从而有效提升自动控制技术水平，农业的粮食产量才可得到大幅提升，从而逐步走向自动化。从目前来看，小麦的全面机械化生产已经在全国范围内推广，未来面向玉米生联合收割的全面推广应用是未来的主要任务。最终目标是将农业的机械化和自动化技术应用于各类农作物的收割和管理中。

3.3 农业机械的耐久可靠性

农业机械一旦在工作过程中出现异常，会严重影响工作效率。经实际分析可知，在农业机械设备工作过程中，因其工作环境差、工作强度大，致使设备发生故障的频次较高。因此，应该将影响外部环境的各类要素对设备的工作质量紧密联合起来，为保障农业机械的工作稳定可持续提供支撑。另外，应该加大力度对机械设备的耐久性和可持续性做提升。

3.4 紧抓智能化发展方向

农业机械的智能化是未来机械设备智能化发展的关键环节，需要提升优化农业机械设备的控制系统，增加设备操作人员的工作强度，从而有效提升工作人员日常作业中的劳动舒适度。

3.5 基于自动化技术的安全检测

随着居民生活品质要求的不断提升，产品安全监测问题一直是人们关注的话题，为更好地实现农产品质量特性提升，在农业机械生产过程中应该使用自动化技术提升农产品质量问题的检测能力，加强农产品的安全监测力度，提升农产品的质量，进而提升产品的知名度。例如可以研制农业自动化检测包装机，实现对农产品的高效包装和检测，提升其检测效率，打造高质量的出口农产品，最终促进农业发展。

4 对农业机械制造的影响

4.1 提升生产效率

随着科学技术的发展，在农业生产中加入自动控制技术能够保障农业生产的质量，最大限度提升农业生产的效率，进而满足农业生产对自动化机械的需求。在农业机械制造过程中使用自动化技术，可以有效避免环境造成的干扰，保障机械制造顺利开展。

4.2 提升机械的精度

机械的精度是目前我国和国外发达国家的最大差距，只有提升农业机械精度，才可实现准确高效地进行农业作业活动。在机械制造过程中，随着自动化技术的不断发展，对农业机械的生产制造环境和制造工艺流程起到了很好的优化作用。通过对辅助人员的管理以及合适的自动化生产技术的选择可以提升农业机械的制造精度，最终实现农业机械的标准化，并对农业机械的后期运营具有重要意义。

4.3 可降低制造成本

就我国目前的机械制造形式来看，农业生产对机械的功能需求越来越丰富，给农业机械制造带来了许多困难。在传统农业机械制造企业中，机械的生产往往需要多个复杂的工艺流程，具体包括零件的切削、整体架构的装配和农业机械零部件的组装，以上环节对人力和物力资源的消耗量比较大，大幅提升了机械零件的制造成本。利用自动化技术来对机械制造进行融入后，可大幅降低人力成本消耗，同时还可以降低零件使用量，从某种层面上降低机械制造成本，同时满足农业生产对机械的最大使用要求，对农业机械制造企业发展影响意义深远。

5 结论

随着经济社会的持续发展，提升农产品的生产效率和产品质量是未来农业的发展目标。信息技术和人工智能技术的不断发展为我国农业机械设备的优化升级提供了契机，也为我国农业机械的制造提供了技术保障。大批量自动化控制机械的使用，能够最大限度地提高农业生产水平，对农业的发展意义深远。通过使用自动化技术，对优化农业机械的生产制造流程，降低农业生产成本，提升产品质量，减少农业生产所需人力资源等都有重要意义。因此，基于自动控制技术的农业机械研发将在未来是主要方向之一。