免疫算法在木材干燥窯PID控制參數優(yōu)化中的應用研究.pdf

1、木材干燥是改善木材物理力學性能、合理使用木材、減少木材降等損失、提高使用效率的重要措施,也是保證木制品質量的關鍵技術之一。我國是一個少林國家,真正能采伐的用材林生長量很少,如何提高木材干燥質量,充分利用我國的木材資源,就顯得特別重要了,是木材科學工作者的一項重要工作。木材干燥窯系統(tǒng)是具有滯后性、耦合性和非線性的系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)的復雜特性,使得建立理想的、符合實際的木材干燥窯模型變得很困難,其自動控制也不是一個簡單的操作,而是具有很多影響

2、因素。傳統(tǒng)的PID控制雖然簡單易實現,但是參數不可實時調整,面對這樣一個較復雜的系統(tǒng),就很難達到滿意的精度。當干燥一些較貴重、對干燥質量要求很高的木材時,就容易造成干燥事故了。因而,對傳統(tǒng)干燥窯控制策略的改進是必要的。
　　在對木材干燥窯進行控制的過程中,窯內干燥介質的溫度和濕度是兩個重要的被控量。木材干燥窯模型是加熱閥、噴濕閥和排潮閥的開度與溫/濕度之間關系的模型,它的建立為控制器設計提供了必要條件。本文基于神經網絡理論建立了木

3、材干燥模型。神經網絡系統(tǒng)辨識是通過直接學習系統(tǒng)的輸入/輸出數據,使目標函數取得最小值,從而歸納得到隱含在系統(tǒng)輸入/輸出數據中的關系。研究中采用了適合于非線性系統(tǒng)辨識的時延神經網絡建立模型。在這個模型中,把三個閥門的歷史狀態(tài)和溫度濕度的歷史狀態(tài)同閥門的當前狀態(tài)一起都作為網絡的輸入。這樣,就可以用靜態(tài)的神經網絡來解決動態(tài)問題。論文中設計了神經網絡辨識的結構,并通過實驗數據進行了模型訓練與驗證,仿真結果表明所建模型有效、可靠。
　　木材

4、干燥的控制過程就是控制窯內介質的溫度和濕度,從而使木材含水率降低到某一期望值的過程。針對實際干燥過程的特性,本文在木材干燥窯模型研究的基礎上,研究了基于細胞反饋原理的免疫PID算法和基于克隆選擇原理的免疫PID算法在木材干燥控制系統(tǒng)中的應用?；诩毎答伒拿庖逷ID算法是借鑒人體免疫過程中的細胞反饋原理,根據控制量的大小來適當調整PID的三個參數值。本文還對該算法做了一些改進,使得PID三個參數從整體調整變成可以單獨調整,這樣就更具靈活