電液比例控制技術在農業機械中的運用

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摘要：近年來，電液比例控制技術在農業機械生產制造領域的應用越來越廣泛，逐漸成為助推農業機械生產制造水平的主要技術。本文闡述了電液比例控制技術的原理和特點，分析了該技術在施肥播種機生產、拖拉機懸掛系統作業和農機設計仿真等領域的應用，展望了電液比例控制技術在農業機械應用的發展趨勢，僅供參考。

關鍵詞：電液比例控制技術；農業機械；設計應用

1電液比例控制技術概述

1.1電液比例控制技術原理。電液比控制是以電液比例閥或電液比例變量泵作為控制部件，對大中型機械電子系統進行自動控制的技術[1]。它能夠根據系統輸入量的高低和極性控制液體流量的壓力和流向，并使控制過程按照既定的比例設定完成，具有工作可靠、無污染、推廣應用性強等優點，被應用在微電子系統、PLC系統、農業機械生產制造系統等領域。由于電液比例控制技術與傳統機械液壓傳動控制技術相比體現出了顯著優勢，近年來在農業機械設計制造中的應用也越來越廣。1.2電液比例控制技術特點。電液比例控制技術包含以下特點：1）便于構建靈活耐用的工控系統。與傳統的液壓系統結構相比，應用電液比例控制技術構建工控系統能夠省去繁瑣的系統結構組件裝配，重點以標準化的比例閥、工控模塊、電磁鐵等組件構成系統，有利于提升系統運行效率和靈活性。2）無級變速能力強。電液比例控制系統將電信號的高速特性與液壓信號輸出功率強的優點整合在一起，能夠連續、比例地對液壓執行機構進行高效的無級變速控制。3）能夠實現自適應、自控和遠程控制，是一種普遍應用的自動控制技術。

2電液比例控制技術在農業機械中的應用現狀

2.1在施肥播種機生產上的應用。施肥播種機是重要的農業機械設備，被廣泛應用在農作物種植中，但長期以來我國存在農肥使用不合理的問題，表現為嚴重過量播種施肥、施肥的比例控制不合理等，由此造成很多農作物養分失調，種植生產成本隨之下降。目前，我國市場上的施肥播種機設計上大多采用傳統的液壓機械傳動技術，難以實現精準變量施肥，且存在操作復雜，不能進行無級調速的弊端，直接導致了施肥播種問題的出現。基于電液比例控制技術設計施肥播種機則能夠很好地解決上述問題，張繼成（2013）[2]采用電液比例控制技術設計了一種新型施肥播種機，能夠通過改變施肥量可調施肥器導通狀態實現施肥變量控制，進行無級調速施肥作業，整個系統由一組電液比例系統串聯構成，實現了“設置施肥量-進行施肥控制-電液比例調控反饋”一體式精準控制施肥，穩定性和應用性均很強。2.2在拖拉機懸掛系統作業上的應用。懸掛系統是拖拉機的關鍵組成部件，傳統拖拉機懸掛系統采用機械推桿裝置控制油液的流向和流量，以確保拖拉機完成作業。隨著現代農業的發展，傳統的拖拉機懸掛設計系統已逐漸不能滿足精準變換、高速定位等方面的作業需求，最主要的原因是：機械推桿設計方法在定位、變換等方面的效率較低。為此，以定位高速和變換精準為優點的電液比例控制技術逐漸被引入拖拉機懸掛系統設計領域。杜巧連等人（2008）[3]采用電液比例控制技術設計了一種拖拉機懸掛系統，該系統采用電液比例轉向閥替代機械推桿主控制閥，實際工作時將拖拉機運行的位置、速度等參數轉換成電信號傳輸給轉向閥裝置，以改變液壓系統的流量及流向，使拖拉機位控制響應時間降低為0.6s，力控制響應時間降低為7s，大大提升了拖拉機懸掛系統的變換精度和定位速度。2.3在農機設計仿真上的應用。近年來，農業機械設計仿真技術逐漸成為農機設計研發的重要環節，傳統模式下采用液壓技術設計農機產品的仿真技術已相對成熟，但由于液壓技術在農機產品設計應用的弊端逐漸顯現，與此同時應用電液比例控制技術設計農機產品的優勢不斷凸顯，因此，基于電液比例控制技術的農機研發仿真逐漸成為研究熱點。李明陽等人（2019）[4]研究了一種中耕管理農機電液比例轉向系統的仿真技術，該技術基于AMESim軟件模擬系統進行仿真并引入PID調節算法，完成了電液比例控制農機轉向系統的仿真調試，結果發現：在K_P、K_1和K_D條件滿足的情況下，系統轉向控制響應度較傳統農機系統而言更好，響應信號接近理想狀態，該仿真思路的應用為基于電液比例控制技術的農機設備研發仿真提供了很好的參考。

3結語

綜上，電液比例控制技術在我國農機領域的應用仍處于起步階段，但隨著電液比例控制技術的發展，其在農業機械生產制造、系統仿真、研發設計等方面的應用也將越來越廣泛，該技術在農機領域的應用也將朝模塊化、一體化、智能化和虛擬交互設計等方向發展并體現出顯著的優勢，逐漸成為農業機械設計制造的主流技術。

參考文獻：

[1]來黎明.電液比例方向控制液壓系統分析[J].南方農機，2019，50(6)：176.

[2]張繼成.基于處方圖的變量施肥系統關鍵技術研究[D].哈爾濱：東北農大學，2013.

[3]杜巧連，熊熙程，魏建華.拖拉機液壓懸掛耕深電液控制系統設計與試驗[J].農業機械學報，2008(8)：62-65.

[4]李明陽，何予鵬，李冠峰，等.中耕管理車電液比例轉向系統的設計及仿真[J].農機化研究，2019，41(8)：252-255+260.

作者:周志博 單位:江西工業職業技術學院