糧食干燥過程控制現(xiàn)狀與發(fā)展淺析

1、糧食干燥過程控制現(xiàn)狀與發(fā)展淺析摘要本文介紹和總結(jié)了目前國內(nèi)外糧食干燥機過程自動控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，通過了解糧食干燥控制理論的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)其中的不足，提出糧食干燥過程控制的發(fā)展方向與前景。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞糧食干燥過程控制干燥機秸稈0引言我國是糧食生產(chǎn)大國。在我國主要商品糧生產(chǎn)基地，收獲后的糧食含水量往往偏高，儲藏時稍有不慎，將造成糧食霉爛、變質(zhì)，從而損失大量糧食。我國每年由于霉爛而損失的糧食競有數(shù)十億公斤。因此，對糧食進行人工干燥是一

2、件十分有實際意義的工作。實現(xiàn)糧食干燥機的自動控制對保證出機糧食水分均勻一致干后糧食品質(zhì)減輕操作人員勞動強度及充分發(fā)揮干燥機生產(chǎn)能力等具有重要意義。1糧食干燥過程控制研究現(xiàn)狀1.11.1干燥過程自動控制的特點1.1.11.1.1基于模型的控制20世紀60年代主要使用前饋控制、反饋控制、反饋前饋控制等傳統(tǒng)控制方法。傳統(tǒng)控制采用差分方程或傳遞函數(shù)把干燥過程系統(tǒng)和已知的信息表達成解析式。采用上述控制方法設(shè)計和使用干燥機控制系統(tǒng)時會遇到很多困難主

3、要原因有:1.糧食干燥過程是復(fù)雜的、時變的和非線性的2.某些干燥過程變量不能直接測量或測量不準確干燥過程模型需要大量的計算時間，不可能用一個適當?shù)哪Ｐ蛠肀硎痉蔷€性、滯后、時變的復(fù)雜系統(tǒng)3.被控變量和控制變量之間存在交互效應(yīng)4.干燥作業(yè)條件復(fù)雜擾動變量的范圍寬實時調(diào)控困難?！?】1.1.21.1.2智能控制20世紀70年代計算機控制技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展為糧食干燥的控制提供了新的途徑。此后過程控制進入了以智能化為主的時期利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

4、對干燥過程進行模型模擬和控制將專家系統(tǒng)應(yīng)用于谷物品質(zhì)預(yù)測、干燥過程控制和管理咨詢等控制方法不斷改進控制效果明顯提高?！?】1.21.2國外研究現(xiàn)狀國外糧食干燥自動控制的研究始于20世紀60年代。從60年代起國外學(xué)者就開始研究干燥過程自動控制問題一些發(fā)達國家如美國、日本產(chǎn)的糧食干燥機已經(jīng)實現(xiàn)了干燥作業(yè)半自動化和干燥介質(zhì)溫度控制的自動化。采用的是傳統(tǒng)控制方法。后來隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展應(yīng)用傳統(tǒng)控制理論實現(xiàn)了糧食干燥過程的自動化。至今由于微型

5、計算機的迅速普及智能控制系統(tǒng)如專家系統(tǒng)、模糊邏輯控制等已經(jīng)開始應(yīng)用于糧食干燥過程控制。2.3.2.3.多變量和參數(shù)關(guān)聯(lián)耦合的問題目前干燥過程控制的研究基本上停留在以一維數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的控制上只控制某一個特定的參數(shù)控制效果不理想無法完成多目標的智能控制。在糧食干燥中當某一干燥段中熱風的溫度和濕度一旦變化不僅對該干燥段糧食的溫度和含水率產(chǎn)生直接的影響還會間接影響到下一段乃至干燥機出口糧食的溫度和含水率若排糧電機轉(zhuǎn)速放慢或者加快不僅干燥機出口

6、的糧食水分會變化每一干燥段內(nèi)糧食溫度和水分都會發(fā)生相應(yīng)的改變。干燥過程的復(fù)雜性決定了控制量和被控制量不只一個期間存在錯綜復(fù)雜的影響關(guān)系各被控制量的也會存在相互制約的因素難以尋求最優(yōu)的控制方案。2.42.4控制策略集中單一雖然數(shù)十年來一直探究如何將先進控制應(yīng)用于干燥工藝中但是關(guān)于糧食干燥先進控制系統(tǒng)的設(shè)計研究甚少而且偏重于對某一種方法的應(yīng)用。國內(nèi)的研究較多的是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立干燥機的數(shù)學(xué)模型用模糊思想對干燥機的性能進行綜合評價和對干燥機的

7、設(shè)計進行優(yōu)化。各種控制策略其各有優(yōu)缺點，如模糊控制是建立在熟練操作者經(jīng)驗的基礎(chǔ)上。自適應(yīng)控制雖然能在一定程度上解決不確定問題但算法復(fù)雜、計算量大且對過程未建模動態(tài)和擾動的適應(yīng)能力差。大部分現(xiàn)有的非線性模型預(yù)測控制方法只能用于較慢的過程控制對于實時性要求較高的干燥過程控制不利。單一應(yīng)用某種控制策略必然不能最好地發(fā)揮過程控制的優(yōu)勢。2.52.5檢測多于控制國產(chǎn)糧食干燥機自動控制應(yīng)用不多有些裝有風溫顯示和超溫報警以及排糧速度顯示裝置但不能自動

8、控制。水分檢測儀只是對糧食水分的單純測量和顯示沒有形成與設(shè)備配套的實時控制系統(tǒng)。在線水分測試傳感器測試精度低和穩(wěn)定性差沒有成熟到進行真正可靠檢測的階段影響了控制精度。【8】3發(fā)展方向3.13.1智能化、信息化是必然隨著糧食產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)鏈化，天然干燥肯定不能滿足產(chǎn)業(yè)需求，傳統(tǒng)人工干燥也不能很好的適應(yīng)實際問題，并且計算機信息技術(shù)的飛速發(fā)展，為糧食干燥自動化、信息化提供了良好的可行的平臺。信息化有助于干燥模型的完善，建立起更加準確、及時