0 引言

《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化促進(jìn)法》實(shí)施以來(lái)的近18年，我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)覆蓋率得到了顯著提升，機(jī)械化作業(yè)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主流模式，農(nóng)機(jī)市場(chǎng)也得到了空前發(fā)展。在農(nóng)機(jī)需求量增加的同時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械的技術(shù)也得到了快速提升，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品從機(jī)械結(jié)構(gòu)、原理、動(dòng)力、配套技術(shù)等方面都得到了長(zhǎng)足發(fā)展，使農(nóng)機(jī)化作業(yè)質(zhì)量得到了更好保障。從現(xiàn)階段我國(guó)農(nóng)機(jī)技術(shù)來(lái)看，其機(jī)械功能已經(jīng)較為成熟，但是農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的自動(dòng)化程度還有較大提升空間，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品中應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)能夠顯著提高農(nóng)機(jī)的使用便捷性，并在一定程度提高農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量和效率，為我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力水平提升創(chuàng)造更好條件。

對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)研究分析。以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示計(jì)量資料，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以[n（%）]表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1 農(nóng)機(jī)技術(shù)的應(yīng)用情況

截至2020年底，我國(guó)農(nóng)作物耕種收的綜合機(jī)械化程度達(dá)到71.25%，相對(duì)于2019年提升1.23%，其中機(jī)耕率達(dá)到85.49%，機(jī)播率達(dá)到58.98%，機(jī)收率達(dá)到64.56%，各主要農(nóng)作物機(jī)械化程度見(jiàn)圖1。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力超過(guò)10.56億kW，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的配套動(dòng)力和保有量得到持續(xù)提升，其中拖拉機(jī)保有量達(dá)到2 204.88萬(wàn)臺(tái)，拖拉機(jī)配套農(nóng)機(jī)具達(dá)到4 024.08萬(wàn)臺(tái)，且58.84 kW(80馬力)以上拖拉機(jī)數(shù)量超過(guò)143.66萬(wàn)臺(tái)，水稻插秧機(jī)、免耕播種機(jī)、精量播種機(jī)、機(jī)動(dòng)植保機(jī)、稻麥聯(lián)合收割機(jī)、玉米聯(lián)合收割機(jī)、植保無(wú)人機(jī)等產(chǎn)品的使用量也得到明顯提升。

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的概念目前還沒(méi)有統(tǒng)一定論，不同學(xué)者有不同的看法。筆者認(rèn)為，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和現(xiàn)有教育的深度融合，其可以利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立各種教育平臺(tái)，設(shè)計(jì)更多方便、多樣的教育工具，更好地幫助教學(xué)者、受教育者以及教學(xué)機(jī)構(gòu)達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果，最終實(shí)現(xiàn)“多贏”局面。

在農(nóng)機(jī)應(yīng)用量持續(xù)增加的同時(shí)，我國(guó)自主研發(fā)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品在技術(shù)先進(jìn)性方面與進(jìn)口農(nóng)機(jī)仍存在一定的差距，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1)現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用不足，我國(guó)自主研發(fā)的很多農(nóng)機(jī)產(chǎn)品沒(méi)有充分結(jié)合電氣控制、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、傳感器等技術(shù)，導(dǎo)致設(shè)備的使用過(guò)分依賴人工實(shí)現(xiàn)；2)機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，由于沒(méi)有有效利用電控、液壓等技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)、控制等技術(shù)優(yōu)化，導(dǎo)致現(xiàn)階段自主農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)仍比較復(fù)雜；3)精確性不足，一方面由于生產(chǎn)制造能力有限，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品在加工、裝配等環(huán)節(jié)的工藝無(wú)法達(dá)到國(guó)際一線水平，導(dǎo)致農(nóng)機(jī)工作過(guò)程的精確性降低，另一方面，由于缺少環(huán)境感知、智能系統(tǒng)等技術(shù)應(yīng)用，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)模式單一，不能有效結(jié)合環(huán)境變化調(diào)整作業(yè)方案，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中的資源消耗和實(shí)際作業(yè)質(zhì)量達(dá)不到預(yù)期

。

隨著我國(guó)東北、華北、長(zhǎng)江中下游等農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)模式優(yōu)化調(diào)整，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有更多耕地適合中大型先進(jìn)農(nóng)機(jī)設(shè)備開(kāi)展高效率作業(yè)，為農(nóng)機(jī)技術(shù)的快速升級(jí)奠定了基礎(chǔ)，我國(guó)近年來(lái)的科研重點(diǎn)也從傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)向全程自動(dòng)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用得到重視和提升。

將自動(dòng)控制技術(shù)與植保技術(shù)相結(jié)合，能有效促進(jìn)變量噴藥理念的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)自動(dòng)控制技術(shù)與農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)、視覺(jué)識(shí)別技術(shù)相結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)農(nóng)田作業(yè)過(guò)程中的按需噴藥，有效降低農(nóng)藥用量，并提高植保質(zhì)量。部分植保機(jī)械配備了對(duì)靶噴藥技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)病蟲害的定向噴施，進(jìn)一步改善農(nóng)藥使用量。此外，利用自動(dòng)控制技術(shù)結(jié)合衛(wèi)星定位設(shè)備，能夠?qū)娇罩脖o(wú)人機(jī)進(jìn)行精確自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)指定區(qū)域范圍內(nèi)的高效率自動(dòng)化植保。

2 自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用形式

2.1 節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用

水田平地機(jī)在水稻生產(chǎn)中應(yīng)用量持續(xù)提升，傳統(tǒng)的水田平地機(jī)受田間地勢(shì)影響較大，平地質(zhì)量往往難以保證。利用電氣控制技術(shù)結(jié)合模糊PID算法，能實(shí)現(xiàn)水田平地機(jī)作業(yè)傾斜度、高度偏差的實(shí)時(shí)調(diào)整，通過(guò)與RTK-GPS差分定位技術(shù)結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)精度達(dá)到厘米級(jí)作業(yè)，再結(jié)合電控元件對(duì)平地機(jī)設(shè)備的實(shí)時(shí)調(diào)整，能保證平地后水田平整度偏差在5 cm范圍內(nèi)。

自動(dòng)控制技術(shù)在20世紀(jì)以來(lái)發(fā)展迅速，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，已成為現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要組成部分。自動(dòng)控制技術(shù)將傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)、電氣技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行整合，并結(jié)合先進(jìn)的傳感器技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、電控開(kāi)關(guān)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械功能的精確控制。自動(dòng)控制技術(shù)面向各個(gè)行業(yè)開(kāi)展應(yīng)用，其與傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)行業(yè)發(fā)展關(guān)系密切。近年來(lái)自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)一步向農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域延伸，力爭(zhēng)提升農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的自動(dòng)化與智能化程度。

2.2 變量施肥技術(shù)應(yīng)用

職業(yè)技能大賽是檢驗(yàn)職業(yè)院校教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)成果，展現(xiàn)院校教師隊(duì)伍風(fēng)采的重要活動(dòng)。通過(guò)參加各級(jí)各類的技能競(jìng)賽，教師可以了解本專業(yè)發(fā)展方向，認(rèn)識(shí)到自己本身知識(shí)結(jié)構(gòu)的不足，更好的提高自身的專業(yè)水平和教學(xué)水平，達(dá)到以賽促學(xué)、以賽促練、以賽促教，促進(jìn)“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)。

2.3 水田平地技術(shù)應(yīng)用

合理灌溉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要工作，也是農(nóng)作物健康生長(zhǎng)的核心和基礎(chǔ)。隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)與傳統(tǒng)灌溉技術(shù)實(shí)現(xiàn)了有效結(jié)合，在灌溉管路等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)一步普及的前提下，自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)于灌溉過(guò)程合理性的提升起到了至關(guān)重要的作用。自動(dòng)控制技術(shù)促進(jìn)了節(jié)水灌溉理念的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)在農(nóng)田分布土壤含水率檢測(cè)的傳感器，能夠精確獲取不同區(qū)域的土壤水分情況，并利用自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同用水量分區(qū)域灌溉的合理模式。

2.4 智能植保技術(shù)應(yīng)用

蘭德研究生院（現(xiàn)為帕蒂蘭德研究生院）是美國(guó)最大的公共政策博士學(xué)位項(xiàng)目，也是為培養(yǎng)未來(lái)公共政策領(lǐng)袖而設(shè)立的8個(gè)研究生項(xiàng)目之一。

2.5 智慧大棚技術(shù)應(yīng)用

自動(dòng)控制技術(shù)能夠?qū)⒈姸嚯娍卦?、電控技術(shù)引入農(nóng)業(yè)機(jī)械系統(tǒng)中，利用電控原件能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械功能調(diào)整與控制，使很多功能不再通過(guò)復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)，而通過(guò)控制線路、電控開(kāi)關(guān)、電控驅(qū)動(dòng)器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)。使農(nóng)業(yè)機(jī)械的結(jié)構(gòu)得到有效簡(jiǎn)化，同時(shí)農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配等過(guò)程難度也隨之降低。

3 自動(dòng)控制技術(shù)特征

如果說(shuō)對(duì)“史例”的探討更多集中了當(dāng)時(shí)學(xué)人的理性訴求，“史筆”本身則滲透了各種各樣不足為外人道的微妙心思，是很好的無(wú)意識(shí)史料，記載了特定時(shí)代人們的心態(tài)、審美與價(jià)值觀?！叭A亭鶴唳”這一故事的流變與定型，本身也是很好的故事，讓我們看見(jiàn)人們內(nèi)心深處的脆弱、回避、抗拒，以及恐懼。這是那些曾各懷心事講過(guò)這一故事的人無(wú)法逆料的。

自動(dòng)控制技術(shù)體系較為龐大，主要技術(shù)包括控制系統(tǒng)、自動(dòng)控制設(shè)備、通訊設(shè)備、執(zhí)行器等。控制系統(tǒng)是自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)施的邏輯主體，是控制過(guò)程的“大腦”，控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)控制程序的集成體，能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯判斷與決策、數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)、人機(jī)交互等眾多功能，控制系統(tǒng)常利用PID控制技術(shù)和復(fù)合型控制軟件實(shí)現(xiàn)控制功能，可按照機(jī)械設(shè)備的使用需求進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)置。自動(dòng)控制設(shè)備是控制系統(tǒng)執(zhí)行的硬件，包括電控開(kāi)關(guān)、電控液壓閥、可編程控制器、變頻驅(qū)動(dòng)器、工控機(jī)器人等；通訊設(shè)備是用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備總稱，例如無(wú)線通訊模組、光纖模組、電訊號(hào)模組等，能夠?qū)崿F(xiàn)安全、低干擾通訊。執(zhí)行器是用于最終執(zhí)行動(dòng)作的元件，如氣缸、液壓缸、電機(jī)等

。

變量施肥技術(shù)與節(jié)水灌溉技術(shù)類似，能根據(jù)不同區(qū)域農(nóng)業(yè)耕地土壤肥力需求有針對(duì)性地進(jìn)行施肥量調(diào)整。要求施肥設(shè)備在進(jìn)行施肥作業(yè)過(guò)程中能夠結(jié)合農(nóng)田土壤信息，對(duì)不同區(qū)域選擇合理的施肥量。現(xiàn)階段，很多研究致力于通過(guò)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速改變排肥量，從而實(shí)現(xiàn)施肥機(jī)械與衛(wèi)星定位系統(tǒng)結(jié)合，對(duì)不同區(qū)域?qū)嵤┳兞渴┓剩糠值貐^(qū)的施肥方式為灌溉與施肥同步進(jìn)行，可通過(guò)自動(dòng)控制技術(shù)同時(shí)控制灌溉量實(shí)現(xiàn)變量施肥的目的

。

4 自動(dòng)控制技術(shù)的優(yōu)化作用

4.1 簡(jiǎn)化農(nóng)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)

近年來(lái)，我國(guó)智慧大棚的建設(shè)量持續(xù)提升，自動(dòng)控制技術(shù)在智慧大棚建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。一方面大棚內(nèi)部的溫度、濕度、光照等環(huán)境信息，能夠通過(guò)傳感器設(shè)備實(shí)時(shí)獲取并傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度等環(huán)境的自動(dòng)調(diào)節(jié)；另一方面利用自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)大棚內(nèi)的作物實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉、自動(dòng)施肥、病蟲害監(jiān)測(cè)，有效降低管理工作量，提升大棚生產(chǎn)的合理性

。

4.2 提升農(nóng)機(jī)可控性

電控技術(shù)的應(yīng)用能夠通過(guò)控制電控元件便捷實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械各個(gè)部位的控制，通過(guò)信號(hào)傳輸技術(shù)對(duì)農(nóng)機(jī)功能進(jìn)行控制，與傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)控制相比，在反應(yīng)時(shí)間上具有明顯優(yōu)勢(shì)。同時(shí)利用ECU技術(shù)，農(nóng)機(jī)工作過(guò)程一些常規(guī)操作可通過(guò)ECU自主判斷并執(zhí)行控制，不僅提升控制的合理性，還簡(jiǎn)化了人員操作控制的過(guò)程。此外，自動(dòng)控制設(shè)備的安裝更為便捷，通常僅需較小的空間布置電控硬件，利用合理布線即可實(shí)現(xiàn)很多控制功能，有效提升農(nóng)業(yè)機(jī)械的控制范圍，使傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)難以控制的部位通過(guò)電控系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)控制。

4.3 提升農(nóng)機(jī)可靠性

一方面，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，使農(nóng)業(yè)機(jī)械的內(nèi)部增設(shè)了大量傳感器設(shè)備，這些設(shè)備能夠針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、傳動(dòng)軸、液壓系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并自動(dòng)判斷農(nóng)機(jī)的關(guān)鍵部位是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，做到對(duì)于故障問(wèn)題及時(shí)預(yù)警，避免嚴(yán)重故障的發(fā)生。另一方面，自動(dòng)控制技術(shù)能夠在農(nóng)業(yè)機(jī)械的外部增設(shè)環(huán)境感知設(shè)備，包括視覺(jué)識(shí)別、雷達(dá)感知、衛(wèi)星定位導(dǎo)航等，能對(duì)農(nóng)田環(huán)境實(shí)現(xiàn)更好地掌握，輔助進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械的駕駛，避免農(nóng)機(jī)使用過(guò)程出現(xiàn)損壞或安全事故。

4.4 提升農(nóng)機(jī)作業(yè)效率

自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用后，農(nóng)業(yè)機(jī)械能夠利用自動(dòng)控制功能進(jìn)行快捷調(diào)整，例如在耕整地過(guò)程中，自動(dòng)控制技術(shù)能夠根據(jù)駕駛員的需求快速調(diào)整耕作深度，先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備還能在駕駛室實(shí)時(shí)顯示耕作深度，駕駛員不需停車調(diào)整便可完成耕深修正，有效縮短人工調(diào)整農(nóng)機(jī)的時(shí)間消耗。同時(shí)，自動(dòng)控制技術(shù)降低了農(nóng)業(yè)機(jī)械故障率，農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)能夠更連續(xù)高效地實(shí)施

。

4.5 優(yōu)化農(nóng)機(jī)維修流程

自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用有效提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械的故障自檢能力，當(dāng)出現(xiàn)較大故障問(wèn)題時(shí)，農(nóng)機(jī)維修人員在傳統(tǒng)的維修過(guò)程很難快速對(duì)故障進(jìn)行定位，往往造成維修效率低下、工作量大等問(wèn)題，而針對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用的農(nóng)業(yè)機(jī)械，農(nóng)機(jī)維修人員能利用專用設(shè)備聯(lián)接農(nóng)業(yè)機(jī)械，從而獲取農(nóng)機(jī)故障發(fā)生前后時(shí)期的相關(guān)監(jiān)測(cè)信息，用以輔助判斷故障原因及故障位置。部分先進(jìn)的自動(dòng)化農(nóng)機(jī)能在故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生故障碼，直接顯示故障位置與故障信息，有效提升農(nóng)機(jī)故障的維修效率，簡(jiǎn)化農(nóng)機(jī)檢測(cè)、故障判斷等流程。

4.6 降低農(nóng)機(jī)售后成本

自動(dòng)控制技術(shù)有效規(guī)范了農(nóng)業(yè)機(jī)械的駕駛行為，使農(nóng)機(jī)使用過(guò)程的不規(guī)范操作得到有效控制，因不規(guī)范使用而造成農(nóng)機(jī)損壞等故障明顯減少。智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)提醒使用者進(jìn)行農(nóng)機(jī)保養(yǎng)與維護(hù)，使各個(gè)零部件的使用壽命相應(yīng)延長(zhǎng)，降低了農(nóng)業(yè)機(jī)械使用過(guò)程出現(xiàn)故障的概率，有效控制了農(nóng)機(jī)售后服務(wù)成本

。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的廣泛普及，農(nóng)機(jī)設(shè)備的先進(jìn)性已經(jīng)成為影響生產(chǎn)質(zhì)量和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素，農(nóng)機(jī)設(shè)備的技術(shù)升級(jí)已成為農(nóng)機(jī)行業(yè)的迫切需求。我國(guó)農(nóng)機(jī)企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)的過(guò)程中應(yīng)重視與國(guó)際先進(jìn)農(nóng)業(yè)企業(yè)之間的差距，重視將現(xiàn)代化電氣控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等融入農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)設(shè)備自動(dòng)化程度的有效提升，為我國(guó)農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)效率、質(zhì)量提升創(chuàng)造有利條件。

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