粮食烘干机智能控制系统的研究

许才花++冯志侠++王丽娟++张佳丽

摘要：粮食烘干是粮食储存过程中极为重要的一个环节，如今，随着科学的快速发展，使得粮食烘干机智能控制系统成为了许多发达国家粮食烘干的首选，而我国也在逐渐地对粮食烘干机智能控制系统进行研究和应用。本文将对粮食烘干机智能控制系统进行较为深入地分析。

关键词：粮食烘干机；智能控制；研究

中图分类号：S2266文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.06.002

随着我国经济的发展和社会的进步，我国对于粮食的重视程度也在逐渐上升，尤其是对于战略性粮食储备更是极为重视。在粮食储备的过程中，粮食烘干是极为重要的一个环节，我国传统的烘干工艺采用的机械都是需要人工來进行控制的，因此其效率和质量受到了人工熟练程度的制约。如今，随着智能化的逐渐普及，粮食烘干机的控制系统也进入了智能化时代，粮食烘干机智能控制系统能够在最大程度上提高粮食烘干的效率和质量，其在欧美国家已经被广泛地应用，在我国还属于新兴概念。下面我们对粮食烘干机智能控制系统进行分析。

1粮食烘干工艺介绍

首先我们要对粮食烘干工艺进行了解，目前我国所采用的粮食烘干机都为新型的顺流烘干机。这种烘干机的组成主要由烘干塔体、供热、清理、输送、烘前仓、烘后仓和电控等设备组成。顺流型粮食烘干机其本身具有着热效率高、降水幅度大且烘干均匀等特点。

2粮食烘干机智能控制系统的计算机仿真

如果想让粮食烘干机智能控制系统真正地富有实效性，就必须先对其烘干机烘干过程和各类参数对烘干机性能的影响进行研究。但是粮食烘干是具有季节性的，其大部分都会在冬季进行，而研究人员不可能只在每年的冬季对粮食烘干机进行研究，因此进行计算机仿真就显得尤为重要了。在粮食烘干机智能控制系统的实验室开发阶段，我们可以采用烘干机的数字模型来代替其实际的系统，与智能控制系统进行配合来进行研究，进而可以在实验室内对控制软件进行计算机仿真。数字模型能够实时地将各类采样数据反馈给控制程序，从而建立起一个以数字模型为系统的智能模型，而如果智能模型可以对烘干机的数字模型进行有效地控制，那么大部分情况下就可以对真实的烘干机系统进行有效控制。

3智能模型的建立

3.1模糊规则的产生

在粮食烘干机的实际工作过程中，其控制系统很可能会受到非线性、干扰噪声和大滞后等不同情况的影响。在这样的情况下，采用一种能够对这些现象有着较为理想的适应能力的控制模式就显得十分重要。模糊控制则正好能够满足这些要求，但是从目前的生产实践来看，模糊控制其本身还存在着较为明显的缺陷，其虽然可以对各类干扰和非线性问题进行有效控制，但却有着自适应能力差的问题。当其控制的目标特性随着时间和环境的变化而产生变化时，模糊控制无法总结出较为完善的控制规则，从而使得模糊控制无法达到理想的控制效果。对于模糊控制而言，其核心应当是模糊规则，因此对于模糊规则的优化是解决目前模糊控制问题的最佳途径。

3.2智能优化算法

我们在上面已经说了，模糊控制的核心是模糊规则，因此，如果想要提高模糊控制，就必然从模糊规则方面入手。在目前来看，利用复合形法对模糊模型进行优化是较为理想的方案。复合形法是一种不需要对目标函数进行求导处理的优化方式，它能够使得其可以直接在现有点附近进行寻优实验，从而使得其更加接近于人脑的实际经验和积累过程。

4模糊控制器结构设计

在粮食干燥的过程中，滞后现象是十分常见的，被进行干燥处理的粮食通常干燥时间都会在8 h以上，这就代表着当前施加的控制作用需要到8 h后才会在输出中反映出来，这样，必然会造成输出量和参考输入量的变差而对系统控制量进行调节的闭环控制系统产生的严重超调。因此传统的闭环系统已经无法在智能化的粮食烘干控制系统中进行使用，在这样的情况下，模糊控制器则成为了最为理想的选择。根据智能模型对粮食干燥过程中各类参数干燥结果的影响进行分析，从而发现了对干燥结果有较大影响的参数，主要是进入烘干机粮食本身的含水率、高温加热段的风温、低温加热段的风温及排量速度。在这些参数当中，排量速度和低温加热段风温都是能够控制的，因此模糊控制器将选择这两个可控量作为整个系统的输出量。我们模拟设计的模糊控制结构如图所示。

5结束语

我们通过上述的研究可以发现，如今粮食烘干机的智能化控制系统已经趋近于成熟，但是其在含水率检测传感器以及温度传感器等方面还有着不稳定的现象，且在模糊控制的算法上还有待进一步优化。但是总体而言，粮食烘干机智能化控制系统对于烘干效率和烘干质量的提升还是有着较大帮助的。

参考文献：

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[2]王品.粮食烘干机系统智能控制的研究[D].沈阳：东北大学， 2003.

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