混沌優(yōu)化的微波木材干燥模糊控制的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、快速且經(jīng)濟(jì)地干燥木材并使其保持良好的品質(zhì),是木材干燥領(lǐng)域的重要研究課題。普通干燥方法耗時(shí)長、速度也較慢,且由表及里形成的負(fù)溫度梯度會(huì)對(duì)木材內(nèi)部水分流動(dòng)形成阻礙作用。而微波干燥作為一種新型的干燥技術(shù),其干燥機(jī)理不同于常規(guī)的蒸汽和熱風(fēng)等干燥方式,具有能源浪費(fèi)少、干燥速度快、產(chǎn)品質(zhì)量高、環(huán)保無公害和過程易于控制等優(yōu)點(diǎn)。目前我國已有許多廠商將微波干燥技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程中,但是由于自動(dòng)化、智能化程度較低,存在著能耗大、效率不高、干燥質(zhì)量低等問

2、題,因此將智能控制方法引入微波木材干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)中具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 論文首先闡述了國內(nèi)外微波干燥研究的現(xiàn)狀和發(fā)展方向,詳細(xì)介紹了微波加熱原理、微波干燥的優(yōu)缺點(diǎn)以及微波干燥過程,然后與其他干燥方式進(jìn)行了比較,并對(duì)微波木材干燥設(shè)備的自動(dòng)控制問題進(jìn)行了討論。
　　 其后,本文對(duì)微波干燥系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì),在微波磁控管功率調(diào)節(jié)、傳感器選擇方面也進(jìn)行了深入探討。在分析了微波干燥過程溫度控制的復(fù)雜性、非線性和時(shí)變性等特點(diǎn)的

3、基礎(chǔ)上,采用了模糊控制方法對(duì)這一過程進(jìn)行控制,本文以木材表面溫度的偏差和偏差變化率作為輸入變量、磁控管的控制電壓為輸出變量設(shè)計(jì)出了微波木材干燥模糊控制器,同時(shí)制定了輸入輸出量的隸屬函數(shù)和相應(yīng)的控制規(guī)則。
　　 在模糊控制器的各項(xiàng)參數(shù)中,量化因子Ke和Kec和比例因子Ku是否合理會(huì)直接影響到控制系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo),因此優(yōu)化這三個(gè)參數(shù)對(duì)提升控制器的效果具有十分重要的意義。為了提高和改善控制器的性能,本文從這三個(gè)重要參數(shù)入手,引入Ch

4、aos(混沌)理論對(duì)控制器進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)。為了提高Chaos算法搜索的收斂速度,減少迭代時(shí)間,論文將整個(gè)優(yōu)化過程分為兩階段,第一次在大區(qū)間內(nèi)進(jìn)行粗略搜索,第二次在小區(qū)間內(nèi)進(jìn)行細(xì)致搜索,并給出了詳細(xì)的優(yōu)化步驟。
　　 本文最后利用Matlab對(duì)優(yōu)化前后的模糊控制器進(jìn)行了仿真比較,結(jié)果表明:利用混沌算法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化后的模糊控制器具有調(diào)節(jié)時(shí)間短、控制精度高等優(yōu)點(diǎn),混沌優(yōu)化從一定程度上改善了模糊控制器的性能。
　　 本論文將優(yōu)化后