基于玻璃化转变的稻谷干燥变温控制系统设计与试验

作     者：车刚 杨潇鹏 王洪超 万霖 董永忠 陈正发 潘衡 CHE Gang;YANG Xiaopeng;WANG Hongchao;WAN Lin;DONG Yongzhong;CHEN Zhengfa;PAN Heng

作者机构：黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319 黑龙江省农机智能装备重点实验室大庆163319 黑龙江省北大荒米业集团有限公司哈尔滨150090 

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFD2100901) 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2024年第40卷第6期

页      码：29-39页

摘      要：针对稻谷在变温干燥过程中变温节点不明确、温度波动范围大和响应时间慢等问题,该研究设计了一种基于玻璃化转变的稻谷变温干燥控制系统。根据稻谷玻璃化转变曲线,确定变温控制策略,运用Logistic回归分析建立混配阀门开度和稻谷温度之间的控制模型并通过最小二乘法辨识模型参数。利用遗传算法对模糊隶属度函数进行优化,目标函数值迭代至0.118收敛,寻得最优幅宽。在Simulink仿真试验中,稻谷温度设定为42℃时,模糊PID控制的响应时间为66.43 s,且超调量为3.600%,优化后的模糊PID控制响应时间为37.06 s,且超调量为0.120%;在150 s加入5 s的外部信号干扰,优化后的模糊PID控制比模糊PID控制的调节时间少4.19 s且超调量减小0.050%;在稳态时输入升温信号,优化后的模糊PID控制比模糊PID控制的调节时间少16.79 s且超调量低0.338%。利用自主研制的干燥试验台进行变温试验,在变温响应试验中,优化后的模糊PID控制比模糊PID控制在目标温度和梯度升温调节时间中分别缩短了37.56 s和18.63 s;在温度稳定性试验中,稻谷温度变化范围为41.9~42.1℃,平均相对误差小于0.4%,变异系数小于0.5%;在建三江国家农业高新技术示范区浓江农场进行生产性验证,优化后的模糊PID控制系统响应时间小于30 s,稳态温度误差在±0.15℃,平均相对误差小于0.5%。测试数据表明变温干燥控制系统性能稳定,满足实际干燥作业的生产工艺需求。

主 题 词：设计 试验 玻璃化转变 稻谷 变温干燥 模糊PID控制 

学科分类：0828[工学-建筑类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.202401055

馆 藏 号：203127824...