玉米干燥特性分類與水分智能預(yù)測方法的研究.pdf

1、糧食干燥是一個復(fù)雜的熱質(zhì)交換過程。干燥系統(tǒng)是一個大時(shí)滯、多干擾的強(qiáng)非線性系統(tǒng)。在干燥過程中，糧食在干燥塔內(nèi)的時(shí)間達(dá)8小時(shí)左右。環(huán)境的溫度、濕度、熱風(fēng)溫度、濕度以及原糧含水率和原糧含水率的不均等都對出機(jī)糧水分有重要影響。對于這樣的大時(shí)滯強(qiáng)非線性系統(tǒng)，用傳統(tǒng)控制理論中的反饋和前饋控制都無法解決。在糧食干燥過程中，熱風(fēng)與糧食熱傳遞與水分傳遞，將直接影響糧食與熱風(fēng)混合后在干燥機(jī)內(nèi)的動態(tài)平衡溫度。因此，干燥機(jī)內(nèi)各干燥段和緩蘇段的動態(tài)平衡溫度可以作

2、為衡量糧食熱質(zhì)交換過程狀態(tài)重要的綜合指標(biāo)，即干燥機(jī)內(nèi)固定點(diǎn)的糧氣平衡溫度可標(biāo)明糧食出水率的大小，而某一段糧食在干燥機(jī)內(nèi)不同位置的溫度變化規(guī)律又能反映出該段糧食的干燥特性。另一方面，溫度檢測的可靠性和及時(shí)性又可以提高系統(tǒng)操作和控制的實(shí)時(shí)性，大大克服干燥過程因大滯后而難控制的不足。 本文以四段式順流干燥機(jī)的玉米干燥過程為研究對象，通過大量的工業(yè)現(xiàn)場試驗(yàn)，提出了以監(jiān)測干燥過程中糧氣混合溫度為手段，預(yù)測玉米干燥特性和玉米入機(jī)糧含水率，指

3、導(dǎo)現(xiàn)場操作控制的新方法。本文主要完成以下幾方面的工作。 (1)設(shè)計(jì)制造了糧食干燥機(jī)智能監(jiān)控設(shè)備。該設(shè)備主要由傳感器、主機(jī)箱和液晶顯示器三部分組成。整個設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)，主機(jī)箱為壁掛式結(jié)構(gòu)，體積小、重量輕、防塵和抗干擾能力強(qiáng)。 (2)研究了通過溫度監(jiān)測來指導(dǎo)現(xiàn)場操作，間接控制出機(jī)糧含水率的控制方案。該方案對干燥過程中各干燥段和緩蘇段的溫度進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)各個溫度參數(shù)變化的特點(diǎn)，指導(dǎo)現(xiàn)場操作者及時(shí)調(diào)節(jié)干燥機(jī)的熱風(fēng)溫度

4、和排糧速度，克服了傳統(tǒng)控制方法中只能在干燥過程結(jié)束后依靠檢測出機(jī)糧含水率來反應(yīng)干燥過程情況的滯后性。 (3)設(shè)計(jì)并編制智能監(jiān)控和分析軟件。監(jiān)控軟件的主要功能包括控制系統(tǒng)的起停、對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定、顯示并記錄干燥過程中的各項(xiàng)參數(shù)、對干燥過程各項(xiàng)工藝參數(shù)的推算等。 (4)通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，提出了玉米顆粒內(nèi)部結(jié)合水活化概念和按結(jié)合水活化對玉米干燥特性的進(jìn)行分類方法。并按此方法將玉米分為第三干燥段活性型、低水分糧型、結(jié)合水連續(xù)活