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本论文选题主要是结合吉林省科学技术委员会“九五”期间重点科技攻关项目“谷物烘干机自动监测系统的研究”而进行的。谷物烘干处理是粮食加工中的一个重要环节。无论是粮食还是种子贮存都必须降到各自的安全水分,因而烘干机得到广泛的应用。但是迄今为止,谷物烘干在我国农业生产中还是个比较薄弱的环节。烘干机的结构虽然简单,但烘干过程是非线性、时变性和多变量的,传统的模拟形式控制系统在许多方面难以满足这些要求。目前在实际烘干过程中,还有一些是靠人工测量水分的方法,然后再进行控制,生产效率低,出粮水分偏差大。
该论文主要是将模糊PID控制理论应用到谷物烘干机控制系统中,在数字单片机上用模糊控制的方法取代原来的传统控制方式.根据模糊控制规则编制软件程序来实现烘干过程中粮食水份、温度的自动控制,提高烘干粮食的质量和烘干机械的效率,有利于节约能源。
谷物烘干机的温度水分自动检测,它是谷物烘干自动监测系统的技术难点。目前的烘干机的检测系统多单纯的采取PID技术或模糊技术.常规的PID控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好且可靠性高,因此被广泛应用于工业控制领域,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。而烘干过程是一个大滞后、非线性的、时变性、变结构、多变量的,难于建立精确的数学模型,应用传统的控制理论和现代控制方法难以取得满意的效果。模糊控制技术虽然能够在一定的范围内解决上述问题,但模糊控制的稳态控制精度差,难以达到较高的控制精度。模糊控制没有积分环节,并且对输入量的处理是离散而有限的,即控制曲线是阶梯型而非平滑的,因而必然存在稳态误差,即可能在平衡点附近出现小振幅的振荡现象;而PID控制在小范围调节效果是较理想的,其积分作用可消除积分误差。采用模糊PID技术有利于解决控制系统的稳态性和准确性的矛盾,又能增强系统对确定因素的适应性,可以实现水分的在线测量。
本论文在下述方面有所创新:1、模糊PID控制算法应用于谷物烘干控制中,采用汇编语言进行编写,时空性能较佳,能满足实时控制要求;2、采用PC机作为上位机监控系统,运用VC++编程语言设计良好的人机界面,提出了基于VC++的单片机时时监控系统的框架思想,可以实现谷物水分和温度的动态显示.