基于模糊神经网络的粮食干燥机智能控制系统

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1、粮食加工2011年第36卷第6期www.seed17.net基于模糊神经网络的粮食干燥机智能控制系统董上维(沈阳中捷机床有限公司，沈阳110032)摘要：目前我国粮食干燥机的控制多是根据出机粮食水分检测值，手动调节控制排粮速度，对于粮食干燥这一大时滞、多干扰的强非线性系统，满足不了粮食含水率的控制要求。研究开发一套基于模糊神经网络的粮食干燥机智能控制系统，较好地解决了这一问题。关键词：粮食；干燥机；智能控制系统中图分类号：TS379．3文献标志码：A文章编号：1007—6395(2011)06-0050—03合理控制粮食含水量是确保粮食绿色保鲜和安用废气温湿度间接反算

2、出粮食含水量，这样就可以全储藏的重要前提，东北地区的粮食(主要是玉米)大大减小检测结果的滞后时间，从而提高控制系统多采用高温快速干燥的方式来降低原粮的水分至的控制精度。系统一方面通过控制排粮速度控制各14％左右。目前，我国粮食的干燥过程多是根据粮食干燥段的加热时间，另一方面利用干燥风机2人口在干燥塔出口处检测的含水量，由操作人员根据经的冷风电动阀门控制第三、四干燥段的热风温度，从验手动控制变频器调节排粮装置的排粮速度，通过而控制被干燥粮食在第三、四干燥段的降水量，使被控制粮食在干燥塔内的停留时间来控制被烘粮食的干燥粮在进入冷却层时的含水量达到给定的值。这含水量。由于粮

3、食干燥是一个大时滞、多扰动的强非个给定值是根据计算机的在线学习，干燥粮在当前线性系统，因此传统的粮食干燥控制技术，一方面，大气环境条件下(温度和湿度)，通过冷却层时的含很难满足精确的储存粮安全含水量，另一方面。易造水量变化情况计算获得。成粮食在干燥后品质明显下降，不能实现粮食绿色1．2总体控制方案保鲜和安全储藏。为此，我们从粮食干燥过程中的关智能控制系统总体控制方案见图l，主要由以键技术人手，研究粮食干燥过程中水分的在线检测下方式解决粮食在干燥塔的出口处的含水量控制问和智能化控制技术，实现了粮食干燥机干燥过程的题智能控制，可节省大量的人力物力，提高粮食干燥的生产效率和

4、品质。1粮食干燥塔智能控制系统方案简介1．1粮食干燥塔智能控制系统特点以HTJ一200型粮食干燥机系统为例，控制系统是采取以检测烘干废气湿度控制进机热量的方法，来实现对烘后粮食水分的控制。在HTJ一200型烘干机系统中。干燥风机1向干燥塔上两个干燥段(亦即加热段)供热风，其热风温度为150+5oC，干燥风机2向干燥塔的下两个干燥段供热风，其热风温度为图1控制系统总体控制方案110+5oC．热风源都是来自热风炉。干燥风机2通过系统控制量有2个：入口处冷风阀加入冷风使热风温度降低。本控制系(1)系统排粮速度。统充分利用现有设备的干燥工艺，主要特点是先检(2)第三、四干燥段

5、的热风温度。测塔内各层段的废气温湿度，然后通过智能算法建总体目标有3个：立废气温湿度与相应高度塔内粮食含水量的关系，(1)通过电机变频调速控制干燥塔的排粮速度来控制被干燥粮在干燥塔内的干燥时间。收稿日期：2011-08—05作者简介：董上维(1983一)，男，助理工程师，研究方向：机械数控。(2)通过控制第三、四干燥段的热风温度，控制万方数据2011年第36卷第6期粮食加工51粮食进入缓苏段时的含水量(通过检测排气湿度)。(3)根据环境条件，第一、二干燥段的人口处热风压力、温度和两层的排气湿度对原粮含水量进行预测，建立系统原粮含水量的智能预测模型。1．3控制系统硬件及

6、传感器控制系统硬件及传感器布置见图2。图4干燥段智能化模型的建立湿度来预测运行于该段内粮食的降水率和含水量。用这种方法建立各干燥段和冷却段的智能化模型。2．3人口原粮湿度校正根据我国东北地区冬季气温较低的特点，粮食风机在入口处检测所得的含水量不准确。自学习系统根据2．1中建立的含水量、热风温度、压力和排气湿度哪!■一的智能模型和第一、第二干燥段废气的湿度进一步温湿度传感器温度传感器压力传感器水分检测仪估算出原粮人口时的含水量，从而确定第三、四干燥图2控制系统硬件及传感器布置图段的含水量降低情况。2粮食干燥机智能控制系统软件2．4干燥塔含水量控制采用全局优化智能控制在烘

7、干塔内各段粮食的含水量是有一定的差异2．1粮食在干燥塔内各段干燥时间的控制性的，含水量不同的粮食在塔内的各段内运行的时在干燥塔各段热风流量和热风温度一定时，控间不相同，所以从整体方面应将其进行全局优化处制人口时具有某一含水量的被干燥粮食在塔内各段理。各批含水量不同的粮食在干燥塔内的干燥过程的停留时间是一项重要的控制指标。当某一段粮食采用全局优化的智能控制方案，如图5所示。通过干由入口处进入到干燥塔时，由干燥塔顶端的位置传燥塔人口的粮食温度、含水量、流量和出口粮食的含感器检测当前粮食的位置高度。干燥塔底部的变频水量检测结果，计算物料在塔内各段的分布情况