糧食烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)的研究

許才花++馮志俠++王麗娟++張佳麗

摘要：糧食烘干是糧食儲存過程中極為重要的一個環(huán)節(jié)，如今，隨著科學(xué)的快速發(fā)展，使得糧食烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)成為了許多發(fā)達(dá)國家糧食烘干的首選，而我國也在逐漸地對糧食烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和應(yīng)用。本文將對糧食烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)進(jìn)行較為深入地分析。

關(guān)鍵詞：糧食烘干機(jī)；智能控制；研究

中圖分類號：S2266文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.06.002

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，我國對于糧食的重視程度也在逐漸上升，尤其是對于戰(zhàn)略性糧食儲備更是極為重視。在糧食儲備的過程中，糧食烘干是極為重要的一個環(huán)節(jié)，我國傳統(tǒng)的烘干工藝采用的機(jī)械都是需要人工來進(jìn)行控制的，因此其效率和質(zhì)量受到了人工熟練程度的制約。如今，隨著智能化的逐漸普及，糧食烘干機(jī)的控制系統(tǒng)也進(jìn)入了智能化時代，糧食烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)能夠在最大程度上提高糧食烘干的效率和質(zhì)量，其在歐美國家已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用，在我國還屬于新興概念。下面我們對糧食烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。

1糧食烘干工藝介紹

首先我們要對糧食烘干工藝進(jìn)行了解，目前我國所采用的糧食烘干機(jī)都為新型的順流烘干機(jī)。這種烘干機(jī)的組成主要由烘干塔體、供熱、清理、輸送、烘前倉、烘后倉和電控等設(shè)備組成。順流型糧食烘干機(jī)其本身具有著熱效率高、降水幅度大且烘干均勻等特點(diǎn)。

2糧食烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真

如果想讓糧食烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)真正地富有實(shí)效性，就必須先對其烘干機(jī)烘干過程和各類參數(shù)對烘干機(jī)性能的影響進(jìn)行研究。但是糧食烘干是具有季節(jié)性的，其大部分都會在冬季進(jìn)行，而研究人員不可能只在每年的冬季對糧食烘干機(jī)進(jìn)行研究，因此進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真就顯得尤為重要了。在糧食烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)階段，我們可以采用烘干機(jī)的數(shù)字模型來代替其實(shí)際的系統(tǒng)，與智能控制系統(tǒng)進(jìn)行配合來進(jìn)行研究，進(jìn)而可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對控制軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。數(shù)字模型能夠?qū)崟r地將各類采樣數(shù)據(jù)反饋給控制程序，從而建立起一個以數(shù)字模型為系統(tǒng)的智能模型，而如果智能模型可以對烘干機(jī)的數(shù)字模型進(jìn)行有效地控制，那么大部分情況下就可以對真實(shí)的烘干機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行有效控制。

3智能模型的建立

3.1模糊規(guī)則的產(chǎn)生

在糧食烘干機(jī)的實(shí)際工作過程中，其控制系統(tǒng)很可能會受到非線性、干擾噪聲和大滯后等不同情況的影響。在這樣的情況下，采用一種能夠?qū)@些現(xiàn)象有著較為理想的適應(yīng)能力的控制模式就顯得十分重要。模糊控制則正好能夠滿足這些要求，但是從目前的生產(chǎn)實(shí)踐來看，模糊控制其本身還存在著較為明顯的缺陷，其雖然可以對各類干擾和非線性問題進(jìn)行有效控制，但卻有著自適應(yīng)能力差的問題。當(dāng)其控制的目標(biāo)特性隨著時間和環(huán)境的變化而產(chǎn)生變化時，模糊控制無法總結(jié)出較為完善的控制規(guī)則，從而使得模糊控制無法達(dá)到理想的控制效果。對于模糊控制而言，其核心應(yīng)當(dāng)是模糊規(guī)則，因此對于模糊規(guī)則的優(yōu)化是解決目前模糊控制問題的最佳途徑。

3.2智能優(yōu)化算法

我們在上面已經(jīng)說了，模糊控制的核心是模糊規(guī)則，因此，如果想要提高模糊控制，就必然從模糊規(guī)則方面入手。在目前來看，利用復(fù)合形法對模糊模型進(jìn)行優(yōu)化是較為理想的方案。復(fù)合形法是一種不需要對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo)處理的優(yōu)化方式，它能夠使得其可以直接在現(xiàn)有點(diǎn)附近進(jìn)行尋優(yōu)實(shí)驗(yàn)，從而使得其更加接近于人腦的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和積累過程。

4模糊控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在糧食干燥的過程中，滯后現(xiàn)象是十分常見的，被進(jìn)行干燥處理的糧食通常干燥時間都會在8 h以上，這就代表著當(dāng)前施加的控制作用需要到8 h后才會在輸出中反映出來，這樣，必然會造成輸出量和參考輸入量的變差而對系統(tǒng)控制量進(jìn)行調(diào)節(jié)的閉環(huán)控制系統(tǒng)產(chǎn)生的嚴(yán)重超調(diào)。因此傳統(tǒng)的閉環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)無法在智能化的糧食烘干控制系統(tǒng)中進(jìn)行使用，在這樣的情況下，模糊控制器則成為了最為理想的選擇。根據(jù)智能模型對糧食干燥過程中各類參數(shù)干燥結(jié)果的影響進(jìn)行分析，從而發(fā)現(xiàn)了對干燥結(jié)果有較大影響的參數(shù)，主要是進(jìn)入烘干機(jī)糧食本身的含水率、高溫加熱段的風(fēng)溫、低溫加熱段的風(fēng)溫及排量速度。在這些參數(shù)當(dāng)中，排量速度和低溫加熱段風(fēng)溫都是能夠控制的，因此模糊控制器將選擇這兩個可控量作為整個系統(tǒng)的輸出量。我們模擬設(shè)計(jì)的模糊控制結(jié)構(gòu)如圖所示。

5結(jié)束語

我們通過上述的研究可以發(fā)現(xiàn)，如今糧食烘干機(jī)的智能化控制系統(tǒng)已經(jīng)趨近于成熟，但是其在含水率檢測傳感器以及溫度傳感器等方面還有著不穩(wěn)定的現(xiàn)象，且在模糊控制的算法上還有待進(jìn)一步優(yōu)化。但是總體而言，糧食烘干機(jī)智能化控制系統(tǒng)對于烘干效率和烘干質(zhì)量的提升還是有著較大幫助的。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔國華，趙學(xué)工，周鋼霞，等.糧食烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)的研究[C].中國糧油學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文選集，2004.

[2]王品.糧食烘干機(jī)系統(tǒng)智能控制的研究[D].沈陽：東北大學(xué)， 2003.

[3]程樂， 張洪斌. 糧食烘干機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的研究[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)， 2012（9）：77-77.

（06）