土壌耕作ユニット制御のための電気機械システムの開発と実装

土壌耕作技術の改善の必要性は、エネルギー効率、パラメータの安定性、機械化農業プロセスの有効性の向上を確保する電気機械制御システムの導入を必要とします。本研究の目的は、センサーのデータとフィードバックの原則に基づいて運用モードを動的に適応させることができるインテリジェントな制御システムを設計することでした。研究方法論には、MATLAB/Simulink環境での多層コンピュータモデリング、STM32F407VGマイクロコントローラを使用した物理プロトタイプの開発、およびさまざまな土壌タイプの区画における実験的テストが含まれていました。このシステムは、湿度、密度、負荷のセンサー監視モジュール、信号処理ユニット、比例-積分制御器、耕作深度と力を調整するための電動駆動装置で構成されていました。試験は、外部の変化に対する応答時間が1.8秒から2.3秒の範囲であり、深度の平均偏差が5ミリメートルを超えないことを示し、可変アグロフィジカルパラメータの下でのシステムの高い安定性を示しました。実験結果は、従来の非自動化システムと比較して平均エネルギー消費が12-18%削減され、ローム土壌での効率が87%に向上したことを示しています。分析階層プロセスを使用して行った多基準性能分析によれば、電気機械システムは4.37の統合効率指数を達成し、3.55の評価を得た油圧システムを大幅に上回るものでした。制御システムの実用的な実装は、現代の農業耕作機械に大量統合するための技術的適合性を確認しました。提案された技術的解決策は、土壌耕作の質を改善し、エネルギー消費を削減し、オペレーターの介入の必要性を最小限にし、農業産業セクターの持続可能な発展をサポートします。本研究の結果は、土壌耕作ユニットに高度な電気機械制御システムを装備することで農業企業が直接適用でき、精度の向上、燃料消費の削減、野外作業中の機械生産性の向上を目指しています。