我國是世界上最大的糧食生產和消費國家．2007年中國糧食產量為5.015億t．2008年中國糧食產量達到5.25億t。雖然我國在糧食生產區已建成了大批谷物烘干機，逐步解決了糧食烘干問題，但烘干后的糧食仍存在著水分不均勻、烘后品質差等問題，這主要是由于烘干機內溫度控制不夠穩定引起的。當烘干機內溫度過高時，糧溫上升速度快，糧食過度干燥，爆腰率增加；當烘干機內溫度較低時，烘干速率降低，出糧水分高于達標糧食儲存含水率。因此，實現糧食烘干過程中烘干機內溫度穩定是保證糧食烘后品質的有效手段和必要措施，富通新能源生產銷售滾筒烘干機、氣流式烘干機等干燥烘干機械設備。
    模糊控制具有實現簡單、成本低、對采樣要求不高、無需建模等優點，它與傳統控制相比，在處理非線性大時滯系統上具有良好的效果。
1、模糊控制原理及對象
1.1模糊控制原理
    模糊控制的基本原理是根據操作者的經驗總結出的控制規則，求出總的模糊關系，再根據誤差和誤差變化率的整體化值，經模糊推理合成規則運算，得m相應的控制量的模糊集合，然后得出相應的模糊控制規則表，并將規則表放在內存數據庫內。在實時控制時，實現模糊控制的過程便轉化為查找模糊規則表的過程。
1.2模糊控制對象
    谷物烘干過程中溫度是一個比較復雜的被控對象，本文以含水率為17%的稻谷作為研究對象。由稻谷干燥特性和相關資料可知：當稻谷水分低于18%時，可采用55℃左右的干燥介質。
2、模糊控制系統的設計
2.1模糊控制器設計
    模糊控制器的設計主要是設定各輸入與輸出變量模糊子集的隸屬函數、模糊變量的量化域、模糊控制規則、輸入輸出變量的比例變換因子等參數。模糊控制器有單輸入單輸出型和雙輸入單輸出兩種常用形式。為了提高控制精度和響應速度，選用雙輸入單輸出控制方式，兩個輸入為烘干倉內溫度在線檢測值與內存數據庫資料比較得到的偏差e以及其偏差變化率△e．一個輸出為通過可逆電機調節的冷、熱風門開度，對于其論域，可把它分為7檔，如熱風門開度較大，相應冷風門開度較小，把其看成一個檔位。
2.1.1實測值的模糊化
    因為在模糊邏輯推斷中運用了語言變量．而模糊控制器的輸入、輸出是確定值，所以要求有模糊化過程，將輸入確定值變成模糊變量值，以實現調節和控制作用。
    本文涉及的模糊控制器有兩個輸入信號和一個輸出信號，分別為：
    (1)輸入語言變量E，為給定谷物烘干倉內溫度值T與實測谷物烘干倉內溫度值D之差，E=T-D。
    (2)輸入語言變量AE，AE=Ei+l-Ei。
    (3)輸出語言變量U，為冷、熱風門開啟度或檔次。
    輸入變量被劃分為負大、負中、負小、零、正小、正中、正大7個模糊狀態，分別用符號NL、NM、NS、Z0、PS、PM、PL表示，語言的隸屬函數選擇i角形和梯形：輸出變量U的取值也分為7種狀態，表示符號為CL、CM、CS、H、OS、OM、OL，每種具體輸出狀態對應7個模糊輸出狀態的隸屬度值。
2.1.2模糊控制規則生成
    考慮到控制系統的非線性、大時滯等情況，根據現場熟練操作者長期工作經驗得出如下控制規則。
    (1)IF(谷物烘干倉內溫度較高)AND（溫度有上升趨勢）THEN（可逆電機逆轉，冷風門開度增大，熱風門開度減小）。
    (2)IF(谷物烘干倉內溫度較低)AND(溫度有下降趨勢)THEN（可逆電機正轉，熱風門開度增大，冷風門開度減�。�。
    2.2系統硬件結構設計
    谷物烘干機溫控系統由下位機8031單片機、AlD轉換器、溫度傳感器和可逆電機以及鍵盤、顯示器等主要元器件構成，如圖2所示。通過谷物烘干機倉內安裝的溫度傳感器，在線檢測烘干機內溫度，在溫度傳感器以及A/D轉換器的作用下，使產生的控制信號從數據總線輸入到單片機內，并通過輸出驅動模塊帶動可逆電機的正、逆轉，從而控制冷、熱風門開度，最終改變烘干機內的溫度。
2.3系統軟件設計及計算
    軟件是控制系統實現的核心，用來完成對稻谷含水率的模糊控制的任務，主要進行三部分的的工作輸入：精確量的模糊化、模糊控制規則的推理合成運算和模糊量的精確化。本文采用直接查表方式，可歸納為以下幾步：
    ①確定偏差、偏差變化率和控制輸出量的模糊狀態：②根據E、AE和U的的模糊狀態，根據現場實踐經驗得出模糊控制表；③查模糊控制表，可得出控制量U。系統軟件框圖如圖3所示。
    通過模糊控制理論設計的谷物烘干機溫控系統，得出控制效果如圖4所示。
3、結論
    根據圖4看出采用模糊控制方法可以使谷物烘干機溫控系統獲得更好的動態品質，對被控系統具有良好的魯棒性，超調量小，穩態精度高，能很好地滿足現實烘干過程的控制要求。


相關烘干機產品：
1、滾筒烘干機
2、氣流式烘干機