遺傳算法在餅干烘烤爐溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、目前很多隧道式烘烤爐仍舊用常規(guī)PID控制方式甚至手動(dòng)調(diào)節(jié)，在生產(chǎn)中往往升溫速度慢，超調(diào)量大，每次升溫都需要較長(zhǎng)時(shí)間。而且面團(tuán)進(jìn)入隧道爐后會(huì)帶走大量的熱量，造成系統(tǒng)震蕩，使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，從而浪費(fèi)掉第一批進(jìn)入爐體內(nèi)的原料。本文針對(duì)餅干烘烤隧道爐上述技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了深入分析，利用遺傳算法在參數(shù)尋優(yōu)方面的優(yōu)點(diǎn)，將改進(jìn)后的自適應(yīng)遺傳算法PID控制應(yīng)用在爐溫控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性。
　　本文首先介紹了燃?xì)馐剿淼罓t的基本原理及整

2、體結(jié)構(gòu)，并闡述了燃?xì)馐娇緺t相比其他烤爐的優(yōu)點(diǎn)。在了解熱傳導(dǎo)基本原理和傅里葉導(dǎo)熱定律的基礎(chǔ)上，建立隧道爐溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)餅干烘烤隧道爐爐溫控制系統(tǒng)具有大慣性、大滯后的特點(diǎn)，常規(guī)PID控制不足以滿足控制要求，探討了兩種改進(jìn)的PID控制算法并以現(xiàn)場(chǎng)隧道爐為模型，用MATLAB編程方式對(duì)其進(jìn)行了仿真分析。
　　遺傳算法（Genetic Algorithm）是一種基于生物進(jìn)化理論的全局搜索方法，基于“物競(jìng)天擇，適者生存”的進(jìn)化思想，在

3、解決數(shù)值優(yōu)化方面有著獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。隨著人工智能的高速發(fā)展及對(duì)智能算法的研究越來越深入，使遺傳算法不僅僅在理論上得到了突破，而且不斷被應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中，解決了很多生產(chǎn)上的技術(shù)難題。在分析了遺傳算法基本理論和實(shí)現(xiàn)步驟的基礎(chǔ)上，分別完成了用實(shí)數(shù)編碼和二進(jìn)制編碼的PID整定及整定后的階躍響應(yīng)仿真分析。最后利用自適應(yīng)遺傳算法確定最優(yōu)PID參數(shù)并且使其隨時(shí)間自動(dòng)調(diào)整，通過比較分析，應(yīng)用遺傳算法的PID控制器具有良好的動(dòng)態(tài)性能和更小的穩(wěn)態(tài)誤差。

4、　　在PID控制理論研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了餅干烘烤隧道爐溫度控制系統(tǒng)總體方案，并以工控機(jī)為平臺(tái)開發(fā)了上位機(jī)組態(tài)界面。下位機(jī)以西門子SIMATIC S7-300為核心，設(shè)計(jì)相關(guān)控制器實(shí)現(xiàn)了基于遺傳算法的參數(shù)整定。將整定后的參數(shù)應(yīng)用于溫度控制系統(tǒng)，并按時(shí)間自動(dòng)調(diào)整以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。通過對(duì)系統(tǒng)性能對(duì)比測(cè)試，得出了滿意的的控制效果，進(jìn)而為下一步的研究工作奠定了基礎(chǔ)。文章的最后，根據(jù)燃?xì)馐胶婵緺t和電加熱烘烤爐的特點(diǎn)，在加熱裝置、控制方式、運(yùn)行