粮食烘干是一个复杂的热质交换过程,粮食本身又是一种复杂的生物化学物质。烘干过程不仅受物料和介质参数(热风温度、湿度、速度等)的影响,而且还与气候条件和烘干工艺、烘干塔的结构有关。它不仅是一个物理过程,而且还是一个生物和化学的过程。 粮食烘干系统是一个大时滞、多干扰的强非线性系统。在烘干过程中,粮食在烘干塔内的时间达8小时左右。另外,环境的温度、湿度,热风温度、湿度以及原粮含水率和原粮含水率的不均等都对出机粮水分有重要影响。而且要获得该系统的精确数学模型是很困难的。对于这样的大时滞强非线性系统,用传统控制理论中的反馈和前馈控制都无法解决,而有经验的操作者却可以通过手动调节获得比较满意的控制效果。 本文以粮食烘干塔为研究对象,以HTJ-300型粮食烘干塔的结构为实例,进行了大量的实际生产试验。在理论方面,分析了粮食烘干过程中的多孔介质传热传质中的热质耦合和动力学耦合,对试验所取得的烘干工艺参数数据进行正交试验分析,对影响粮食烘干过程的主要参数建立回归分析模型。在实际应用方面,利用正交试验分析结果和回归分析模型,我们开发出了粮食烘干专家系统。粮食烘干现场的试验结果表明,专家系统能够对烘干工艺参数的实时数据进行及时综合分析,并给出在不同的情况下不同的控制策略,控制出机粮含水率达到较理想的效果。本文主要完成了以下几个方面的工作。 (1) 研究热风温度、热风流量、入机粮含水率、环境温湿度、排粮速度等参数对干燥过程的影响。利用正交试验,分析影响粮食干燥过程的主要因素,并找出相对比较好的烘干工艺参数。 (2) 利用回归分析,建立排粮频率有效系数的回归模型和出机粮含水率的回归模型。 (3) 以正交试验分析、有效系数回归模型和出机粮含水率回归模型为基础建立专家系统知识库。 (4) 设计粮食干燥专家系统。