探究智能控制在林業工程中的應用

閔帥群　孫微微

在科技與經濟發展并軌的背景下，林業工程涉及多學科、多技術，為智能控制技術的應用提供了廣闊空間。引入智能控制手段，能夠使林業生產管理效率得到提高，促使工程管理技術水平取得發展。

一、智能控制在森林病蟲害防治中的應用

森林病蟲害防治工作為林業工程重要組成部分，應用智能控制技術能夠將林業噴霧機設計成智能設備，通過軟件控制建立智能病蟲害防治體系，實現對農藥施藥量的有效控制，從而在提高森林病蟲害防治效率的同時，減少農藥對人體的傷害，使生態環境得到有效保護。

實際在工程應用中，需要完成智能對靶噴霧機軟件系統的設計。通過功能劃分，可以完成系統模塊化設計，得到數據獲取、數據處理和控制執行三個構件，利用定義標準接口實現構件間的通信。利用數據獲取構件，可以對施藥目標樹木靶標等信息進行獲取，以二進制形式保存在計算機中。采用單目電荷耦合圖像采集器，可以獲得豐富數據信息。在數據處理方面，需要將數據圖像以256色存儲，并將多余噪聲去除，實現信息分隔處理，將施藥目標圖像與背景圖像分離開來。采用實時性較強的色彩因子樹木圖像分隔算法，能夠在光照充足條件下通過分析得到施藥目標的特征值，以便做到精確對靶施藥。對處理得到的數據進行利用，控制執行構件可以制定控制決策，根據樹木特征值完成信息辨別，加強智能變量噴霧控制。在下位機中進行系統安裝，進行噴霧控制裝置通信接口設置，能夠通過發送控制指令實現施藥過程控制。實現軟件系統集成設計，利用不同模塊進行不同功能實現，然后組裝成為一個系統，能夠利用相應構件對系統功能進行實現。在系統界面集成中，可以結合工程控制需求展開分析，在應用系統中實現界面集成。在系統擁有新的功能需求時，可以完成新構件的開發，然后通過集成對系統功能進行擴充。應用設計出的系統進行森林病蟲害防治，能夠通過精準噴灑農藥實現農藥高效利用，達到有效控制病蟲害發生的目標，繼而滿足林業生產要求。

二、智能控制在木材加工生產中的應用

在林業生產中，時常需要進行木材加工。應用智能控制技術，可以實現加工機器人速度控制，保證加工出的木材質量符合要求。受木材特殊性質的影響，彎曲木加工機器人加工速度將對加工質量產生直接影響。應用智能控制技術，完成木材加工彎曲數據模型的建立，聯合采用專家系統神經網絡控制方法，能夠對被拉對象變化特征進行判斷，實現控制量修正，解決木材加工中輸出超調等問題，繼而使木材加工質量和效率得到保障。

實際在智能控制技術實現上，需要將彎曲機械手當成是控制對象，利用位速度傳感器對對象加工速度進行檢測，轉換為電壓信號后與設定值進行比較，可以根據偏差完成控制量計算和輸出。在偏差計算方面，需要采用神經網絡算法開展訓練，對人腦智能特點進行模擬，通過自學解決高度非線性和不確定系統控制問題。針對在線監測對象輸出值和期望輸出值，需要形成閉環控制。設計的自適應控制器采用單神經元控制方式，運用自適應控制算法實現參數調節控制。加入專家系統，能夠根據被控對象變化特征進行控制量修正，減小輸出量的超調。專家系統由知識庫、推理機構、控制算法構成，能夠利用專家知識進行推理，解決領域存在的問題。在對彎曲機械手加工量進行調節控制時，采用智能控制算法完成偏差控制量的輸出后，可以利用電機控制器對步進電機脈沖頻率進行控制，實現電機轉速的調節，使機械手運動接近給定值要求，繼而達到木材加工要求。

三、智能控制在森林資源管理中的應用

在林業生產中，擁有豐富森林資源，還應加強全面管控。完成智能控制系統的開發，用于對各種資源進行監測和管控，能夠林業生產各環節要素得到全面把握。在森林資源調查中，可以應用智能無人機掛載的高清攝像頭和遙感設備進行地面巡視，從高空視角完成地表信息的獲取。結合獲得的信息完成三維地形重建，對森林面積、植被數量等進行估算，能夠為資源管理提供依據。實際設計智能控制系統，可以根據林業系統中各構件模型關系完成整體框架的搭建，并通過構件集成實現對各種對象信息的智能化采集和分析，生產智能控制指令，為智能化林業發展提供技術支撐。

例如，在森林火災監測和救援方面，通過智能設備完成地形、火情等信息的采集，然后借助大數據計算完成火災發展趨勢的預測，為搜救決策制定提供森林數據，能夠使救援效率和準確性得到提高。運用系統對災后現場進行綜合評定，制定科學的恢復方案，也能為相關工作開展提供依據。在森林野生動物監測和保護方面，利用系統對野生動物數據進行精準監測，然后運用人工智能算法完成識別和歸類，根據物種健康狀態各個體關系提供全方位保護，能夠使生態環境得到改善。此外，在林業執法管理工作中，應用人工智能技術實現數據積累、碰撞、挖掘和全面動態分析，能夠對犯罪嫌疑人行動軌跡進行迅速查找和定位，并完成相關證據的收集為偵查工作開展提供支持。采用智能控制系統，可以利用視頻連接收集圖像，并運用圖像算法進行區域各種數值進行反饋，為資源管理工作開展提供數據信息。

（作者單位：152300 黑龍江省海倫市國營陳家店經營林場;152300 黑龍江省海倫市國營護林經營林場）