Die Notwendigkeit, Technologien zur Bodenbearbeitung zu verbessern, erfordert die Einführung elektromechanischer Steuersysteme, die Energieeffizienz, Parameterstabilität und eine erhöhte Effektivität mechanisierter landwirtschaftlicher Prozesse gewährleisten. Ziel dieser Studie war die Entwicklung eines intelligenten Steuersystems, das in der Lage ist, Betriebsmodi dynamisch basierend auf Sensordaten und dem Prinzip der Rückkopplung anzupassen. Die Forschungsmethodologie umfasste mehrstufige Computeranalysen im MATLAB/Simulink-Umfeld, die Entwicklung eines physikalischen Prototyps unter Verwendung des Mikrocontrollers STM32F407VG und experimentelle Tests unter Labor- und Feldbedingungen auf Parzellen mit unterschiedlichen Bodentypen. Das System bestand aus Modulen zur Sensorüberwachung von Feuchtigkeit, Dichte und Last, einer Signalerarbeitungseinheit, einem proportional-integralen Regler und elektrischen Antrieben, die für die Regelung von Bearbeitungstiefe und -kraft verantwortlich waren. Die Tests zeigten die hohe Stabilität des Systems unter variablen agrophysikalischen Parametern, mit einer Reaktionszeit auf externe Veränderungen von 1,8 bis 2,3 Sekunden und einer durchschnittlichen Abweichung in der Tiefe von maximal fünf Millimetern. Die experimentellen Ergebnisse wiesen auf eine Reduzierung des durchschnittlichen Energieverbrauchs um 12-18 % im Vergleich zu herkömmlichen nicht automatisierten Systemen hin und auf eine Erhöhung der Effizienz von bis zu 87 % auf lehmigen Böden. Laut einer mehrkriteriellen Leistungsanalyse, die mit dem Analytic Hierarchy Process durchgeführt wurde, erreichte das elektromechanische System einen integrierten Effizienzindex von 4,37, der den des hydraulischen Systems, das 3,55 erreichte, deutlich überstieg. Die praktische Implementierung des Steuersystems bestätigte seine technische Eignung für eine Massenintegration in moderne landwirtschaftliche Bodenbearbeitungsmaschinen. Die vorgeschlagene technische Lösung verbesserte die Qualität der Bodenbearbeitung, senkt den Energieverbrauch, minimiert den Bedarf an Eingriffen durch den Betreiber und unterstützt die nachhaltige Entwicklung des agrogemäßigen Sektors. Die Ergebnisse dieser Studie können direkt von landwirtschaftlichen Betrieben angewendet werden, um Bodenbearbeitungseinheiten mit fortschrittlichen elektromechanischen Steuersystemen auszustatten, die darauf abzielen, die Präzision zu erhöhen, den Kraftstoffverbrauch zu senken und die Maschinenproduktivität bei Feldoperationen zu verbessern.
Rud et al. (Do,) haben diese Frage untersucht.