I. Thiết kế hệ thống
Thiết kế hệ thống là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong việc xây dựng hệ thống san phẳng laser. Hệ thống này bao gồm các thành phần chính như bộ phát laser, bộ nhận tín hiệu, và hệ thống điều khiển. Bộ phát laser tạo ra một mặt phẳng ngang, trong khi bộ nhận tín hiệu xác định vị trí tương đối của gàu san so với mặt phẳng này. Hệ thống tự động được thiết kế để điều khiển gàu san thông qua xi lanh thủy lực, đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình san phẳng.
1.1. Bộ phát laser
Bộ phát laser là thành phần cốt lõi của hệ thống, tạo ra chùm tia laser tỏa ra xung quanh để hình thành một mặt phẳng ngang. Công nghệ laser được sử dụng để đảm bảo độ chính xác và ổn định của mặt phẳng tham chiếu. Bộ phát này được đặt trên giá đỡ cố định, đảm bảo mặt phẳng laser luôn song song với mặt đất.
1.2. Bộ nhận tín hiệu
Bộ nhận tín hiệu được lắp đặt trên gàu san, có nhiệm vụ nhận chùm tia laser từ bộ phát. Hệ thống thông minh này sử dụng các cảm biến quang để xác định vị trí của gàu san so với mặt phẳng laser. Tín hiệu này sau đó được truyền về bộ điều khiển để xử lý và điều chỉnh vị trí gàu san.
II. Điều khiển hệ thống
Điều khiển hệ thống là quá trình xử lý tín hiệu từ bộ nhận và điều chỉnh vị trí gàu san thông qua xi lanh thủy lực. Hệ suy luận mờ (Fuzzy Logic) được áp dụng để tăng độ chính xác và giảm hao mòn thiết bị. Hệ thống này đảm bảo gàu san luôn nằm trên mặt phẳng laser, giúp quá trình san phẳng diễn ra hiệu quả và ổn định.
2.1. Hệ suy luận mờ
Hệ suy luận mờ được sử dụng để điều khiển độ mở của van thủy lực, giúp điều chỉnh vị trí gàu san một cách mượt mà và chính xác. Kỹ thuật điều khiển này dựa trên các luật mờ (Fuzzy Rules) để xử lý tín hiệu đầu vào và đưa ra quyết định điều khiển phù hợp. Điều này giúp giảm thiểu sai số và tăng hiệu quả hệ thống.
2.2. Tối ưu hóa hệ thống
Quá trình tối ưu hóa hệ thống được thực hiện thông qua việc điều chỉnh các tham số của hệ suy luận mờ. Hiệu quả hệ thống được đánh giá dựa trên độ chính xác của quá trình san phẳng và thời gian phản ứng của hệ thống. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống đạt được sai số mặt phẳng trong phạm vi ±15mm, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.
III. Ứng dụng công nghệ laser
Ứng dụng công nghệ laser trong san phẳng đồng ruộng mang lại nhiều lợi ích thiết thực. Hệ thống này giúp tiết kiệm nước, giảm cỏ dại, và tăng năng suất cây trồng. Hệ thống công nghiệp này cũng giúp giảm chi phí lao động và tăng độ chính xác trong quá trình san phẳng.
3.1. Lợi ích trong nông nghiệp
Hệ thống san phẳng laser giúp tiết kiệm khoảng 25-30% lượng nước tưới tiêu, giảm mật độ cỏ dại từ 45-66%, và tăng năng suất lúa khoảng 350 kg/ha. Quy trình san phẳng được tự động hóa hoàn toàn, giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người và tăng hiệu quả sản xuất.
3.2. Phát triển công nghệ
Việc nghiên cứu và phát triển hệ thống san phẳng laser tại Việt Nam giúp làm chủ công nghệ, giảm chi phí nhập khẩu thiết bị, và tạo ra sản phẩm cạnh tranh trên thị trường. Công nghệ mờ và hệ thống thông minh được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất và độ chính xác của hệ thống.
