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粮食干燥过程的先进把持(2)

2015-12-02 | 浏览量: 512 常州市安力干燥设备有限公司
文章标签:粮食干燥过程,粮食干燥过程把持

3 过程把持研究中存在问题
3.1干燥技巧与把持技巧未充分联合
      干燥过程是范例的多变量、大惯性、高度非线性复杂系统,建立一个理想的符合实际干燥过程的数学模型^艰苦;而且建立模型要消费大批精力,有时甚至是不可能。通常为便于研究要对建模条件进行简化,简化后的方程不能正确反响干燥过程,简化常常会带来误差。有的模型如热、质传递模型、干燥过程优化把持型、含混把持及智能把持型等,都有不够^之处。同时干燥理论研究局限在扩散理论的圈子中、未找到物料自身的特点函数,这也给^模型的建立带来了难度。即使一些干燥过程能够建立起^的数学模型,其结构往往也^复杂,难以设计并实现有效的把持。目前的研究基础上停留以一维数学模型为基础的把持上,常常是只把持某一个特定的参数,把持效果不理想,更不能完成多目标的智能把持。没有一个很好的数学模型,在履行把持时不得不寻求其他间接方法,这在必定程度上影响了把持的精度和效果,干燥技巧研究与把持技巧研究联合得不够好,使干燥机把持对施展干燥机^高效能、对进步产品德量的作用没有完整部现。
3.2 干燥过程把持方法及把持效果研究较少
3.2.1 过程把持中把持变量少
      干燥过程把持系统以惯例单变量技巧为基础,把持的目标重要局限于对某一个变量或几个变量的安稳操作,保证生产安稳和少出事故。随着粮食干燥工业日益走向大型化、集成化、持续化、复杂化,对过程把持的品德提出了更高的恳求,一个良好的把持系统不但要掩护系统的牢固性和全部生产的安全,满足必定的束缚条件,而且应当带来必定的经济效益和社会效益。而在粮食干燥中,当某一烘干段中热风的温度和湿度一旦变更,不仅对该烘干段粮食的温度和含水率产生直接的影响,还会间接影响到下一段乃至烘干塔出口粮食的温度和含水率。若排粮电机转速放慢或者加快,不仅烘干塔出口的粮食水分会变更,每一段烘干段内粮食温度和水分都会产生相应的转变。在这一系列复杂的变更过程中,必定会伴随时滞、耦合、时变以及一系列非线性的过程。如果只是将被控变量的偏差和偏差变更率作为把持系统的输入,当系统内部或外部干扰增多时,很难保证其把持效果。经典的含混把持系统常将研究问题简化为单输入单输出单变量含混把持器在利用中有很大局限性,把持器的输入只有被控变量的偏差及偏差变更,本质上相当于一个可变参数的单输入PD调节器。因此,干燥过程的复杂性决定了把持量和被把持量不止一个,互相之间存在错综复杂的影响关系,各被把持量的^佳值也会存在相互制约的因素,难以寻求^优的把持方案。
3.2.2 先进把持利用少且方法集中单一
      虽然数十年来就开端探究将如何智能把持利用于干燥工艺中,但是关于粮食干燥先进把持系统的设计方法研究甚少,而且集中于某种方法的研究较多。“十五”期间国家粮食局消费了大批的资金用于解决粮食干燥过程中的水分在线测试和主动把持,联合一些粮库进行了一些项目标研究和开发工作,但多数设计单位都采用含混把持方法。浏览国内学位论文也可以看到,较多的是利用神经网络建立烘干塔的数学模型、用含混思想对干燥机的性能进行综合评价和对干燥机的设计进行优化;没有一份利用模型预测把持的报道。先进把持方法虽然有很多优点,但单一方法也存在着这样或那样的不足。含混把持是建立在熟练操作才经验的基础上,需要通过系统自学习,不断修正参数才干逐步逼近目标值。而干燥时粮食水分影响因素多,不容易找到熟练操作者的经验参数,而未采用较正确反响烘干机把持量的数学模型方法进行主动把持设计,很难保证干燥后粮食品德。自适应把持虽然能在必定程度上解决不断定问题,但算法复杂、打算量大,且对过程未建模动态和扰动的适应能力差,系统鲁棒性问题尚待进一步解决,利用受到限制。开发基于友爱图形界面的^系统是干燥过程把持的发展方向之一,但由于进行问题求解时搜索的时间较长,^系统用于在线把持方面的能力比较差。在神经网络建模情势中,基于BP 算法的网络具有训练时间长,且经常产生不收敛的弊病;采用径向基函数近似干燥过程虽然可大大进步收敛速度,并使网络能够收敛于全局^小值,但其中心坐标断定较艰苦。大部分现有的非线性模型预测把持方法只能用于较慢的过程把持,对于实时性恳求较高的干燥过程把持不利。因此,单一利用某种把持策略必定不能^好地施展过程把持的优势。
3.3 检测多于把持,水分传感器精度和牢固性不高
      粮食干燥参数的检测与把持仪表直接关系到干燥的质量和经济效益。国产粮食干燥机主动把持利用不多,有些干燥机装有风温数字显示和超温报警以及排粮速度显示装置,但不能主动把持。国内粮食水分检测仪对粮食水分的单纯测量和显示,没有形成与粮食干燥设备配套的实时、在线把持系统,无法实现粮食干燥过程的主动把持。粮食水分测试难以实现在线快速测量,目前国内利用的干燥设备由于没有一种定型的动态过程水分检测的方法,无法实现粮食干燥过程的主动把持。在线水分测试传感器测试精度和牢固性问题一起没有得到很好得解决,没有真正成熟到真正可靠检测的阶段,影响了过程方法的精度。
4 发展方向
4.1 干燥过程模型的完善
      持续深入研究干燥过程中物料内部热质传递规律;建立起能够^反响干燥过程状态的数学模型有助于完善干燥过程的主动把持。同时,可以建立干燥过程的智能模型,用智能模型来替代数学模型,智能把持系统就能逼近真实系统和对其进行有效的把持。如用用人工神经网络技巧来建立数学模型,人工神经网络技巧则能将多个自变量映射到多个因变量,因此特别合适于复杂的粮食干燥过程。
4.2 多种把持方法的联合渗透
      单一采用某种先进把持技巧难以充分施展优势,一种必定的趋势是各种把持策略互相渗透,取长补短,互济优势,联合成复合的把持策略。多种把持策略相联合的复合把持策略克服了单独策略的不足,更具有精良特点,能更好地满足不同利用的恳求,是今后的发展方向。研究表明,用神经网络代替含混数学的推理方法,将使^系统的在线把持能力大大进步;将人工神经网络与^系统联合起来的神经网络^系统对于问题求解是一种有益的尝试;神经网络与传统把持理论的联合使把持系统具有相当程度的智能。因此,复合把持策略将促使停留于数学仿真和实验室研究阶段的神经网络把持的研究用于实际系统把持。含混PID显合把持、含混变结构把持、自适应含混把持,含混预测把持、含混神经网络把持、^含混把持等复合把持正在兴起,信任会有更大发展和广泛利用。
4.3 把持策略的深入研究
      干燥过程系统的设计已不能采用单一的基于定量的数学模型的传统把持理论和把持技巧,必须进一步开发高级的过程把持系统,研究先进的过程把持规律,以及将现有的把持理论和方法向过程把持领域移植和改革等,这些方面也越来越受到把持界的关注。进一步加强把持理论研究,如在预测把持的三大机理: 预测模型、反馈校订方法、求解优化的策略高低工夫,全方位地去加以研究和突破;干燥过程把持中急切恳求开发出实时性好的模型预测把持方法,在保证干燥质量的前提下使在线打算时间减少;器重学科的交叉研究,借鉴其他有效的把持方法,解决过程把持现有难题,不断完善、发展和创新现有干燥过程把持算法;进一步进步干燥品德主动把持系统的可靠性,建立具有自适应能力的把持算法。

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