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为了给变温干燥工艺提供新的技术支持，实现基于含水率变化的干燥温度自适应控制，该研究设计了具有物料含水率在线检测功能的温度自适应控制系统。采用卷积神经网络建立了以质量检测值、气流冲击速度、称重传感器弹性基体温度、气流冲击距离为输入，物料真实质量为输出的含水率在线检测模型。进行了含水率在线检测模型验证试验。结果表明，该模型满足变温干燥工艺中含水率在线检测的精度要求，5组含水率在线检测模型验证试验的决定系数R2和均方根误差RMSE依次为0.9934 和1.20%。该文设计了改进神经网络-PID（improved neural network-PID，INN-PID）控制器来实现变温干燥工艺中的温度控制。在MATLAB软件中以单位阶跃信号为输入对PID、神经网络-PID（neural network-PID，NN-PID）和INN-PID控制器的动态性能进行仿真。对3种控制器分别进行了50~55 ℃的干燥温度控制试验。结果表明，在仿真试验中，INN-PID控制器的控制稳定性和调节时间均显著优于另外两种控制器；干燥温度控制试验结果与仿真结果存在近似相同的规律，INN-PID控制器的峰值时间是208.00 s，调节时间是120.59 s，最大超调量是4.87 %，满足变温干燥过程中温度控制的要求。该研究在气体射流冲击干燥机中搭建了温度自适应控制系统，进行了基于含水率变化的温度自适应控制试验。结果表明，该系统可以对基于含水率变化的变温干燥工艺中的干燥温度进行快速且有效的调节。该研究对提高干燥设备的自动化水平以及开发新的变温干燥工艺具有重要意义，对其他领域的多信息融合检测和控制策略研究提供参考。 相似文献
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温室温度控制系统的神经网络PID控制 总被引：7，自引：4，他引：3
建立温室温度控制系统的数学模型。针对温室温度控制系统存在的大滞后、大惯性等问题,考虑到常规PID控制器自适应能力差、鲁棒性不强等缺陷,提出采用将具有较强的自组织、自学习和自适应能力的径向基神经网络与常规PID相结合构成RBF-PID控制策略,自适应调整PID控制器的参数。在该控制策略中,采用RBF神经网络辨识器实现温度控制系统的Jacobian矩阵信息在线辨识,对 RBF-PID控制器控制参数在线自整定。研究结果表明：RBF-PID控制器可使温室温度控制系统动态响应快、鲁棒性强、稳态精度高、超调量小、抗扰动能力强,具有良好的控制效果。 相似文献
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基于无线传感器网络的水产养殖池塘溶解氧智能监控系统 总被引：2，自引：6，他引：2
为了便于对规模化水产养殖池塘溶解氧的监控,该文研制了一种基于无线传感网的水产养殖池塘溶解氧智能监控系统,实现对池塘溶解氧的分布测量、智能控制和集中管理。针对常规模糊PID控制器自适应能力低,提出了一种可变论域模糊PID控制器,根据溶解氧误差和误差变化的大小动态调整模糊控制单元的输入输出变量论域,能较好地解决了模糊控制规则数量与溶解氧控制精度之间的矛盾,实现了PID控制器参数的自整定。根据池塘溶解氧变化的非线性、大时滞和大惯性等特点,设计基于变论域模糊PID控制器与增氧机转速PID调节器构成的池塘溶解氧串级控制系统,溶解氧控制器的输出为增氧机转速调节器的输入,增氧机转速调节器输出改变增氧机转速使溶解氧浓度快速跟踪目标值。根据溶解氧测量数值序列的变化趋势,基于灰色理论和权重构建组合灰色溶解氧预测模型,以预测值作为变论域模糊PID控制器的反馈值,实现对溶解氧的预测控制,起到超前调节的目的。在试验池塘和对照池塘分别采用变论域模糊PID控制器和模糊PID控制器对池塘溶解氧进行调控,对照池塘溶解氧的响应时间比试验池塘延长15 min左右,超调量扩大2.96倍,对照池塘溶解氧的标准差、均方差、最大误差和最小误差指标比试验池塘扩大3~4倍。试验结果表明可变论域模糊PID控制器能够改善池塘溶解氧控制系统的动态性能,提高控制系统的稳态精度,有效地抑制影响池塘溶解氧稳定的诸多不确定因素的干扰,满足水产养殖对池塘溶解氧的要求,为解决非线性和大时滞复杂对象的控制问题提供一个新的控制思路。 相似文献
5.
气动柔性弯曲关节的特性及其神经PID控制算法研究 总被引：3，自引：1，他引：3
气动柔性弯曲关节可用于多指灵巧手的设计研究，为探讨其特性和控制方法，介绍了新型气动柔性弯曲关节的结构原理及其静态模型、动态模型；针对这种关节设计了神经PID控制算法，该算法主要包括两个神经网络：系统在线辨识器NNI和自适应PID控制器NNC。在NNI对弯曲关节进行在线辨识的基础上，通过对NNC的权系数进行实时调整，使系统具有自适应性。试验结果表明应用神经PID控制器能够有效地跟踪关节的运动轨迹，是适合这种关节的控制器。 相似文献
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基于模拟正交神经网络的电热干燥器温度控制 总被引：6，自引：3，他引：3
该文研究的目的是建立一种模拟正交神经网络控制器用于电热干燥器的温度控制。首先在数字正交神经网络的基础上给出模拟神经网络的学习算法,然后提出模拟正交神经网络加积分的并行控制方法,并应用于电热干燥器的温度控制中。温度控制仿真结果证明,这种控制器比PID控制器具有更好的快速性和较小的超调,温度控制获得了满意的控制效果。该模拟神经控制器能用于不确定对象的控制,为不确定系统控制提供了一种新的途径。 相似文献
7.
柴油机高压共轨系统轨压模糊控制与试验 总被引：1，自引：1，他引：0
为了改善发动机的冷起动性能以及有利于各工况切换时喷油的精确控制,该文针对采用高压共轨系统的柴油机,建立了基于模型的轨压控制策略,首先分析推导其数学模型;然后利用MATLAB/Simulink建立了轨压控制模型,轨压控制设计了前馈控制加反馈控制的轨压控制器,轨压反馈控制设计了传统的增量式PID(比例-积分-微分,proportion-integration-differentiation)控制器和模糊自适应PID控制器;最后对轨压控制模型进行了离线仿真验证;在此基础上利用硬件在环系统进行发动机台架试验,比较了2种控制器的控制效果。仿真和台架试验结果表明,模糊自适应PID控制器在目标轨压突变时的响应性(响应时间小于0.3 s)和跟随性以及稳定工况下轨压的稳定性(稳态误差小于2 MPa)方面都优于传统的增量式PID控制器,从而验证了控制策略模型的正确性。该研究提出的基于模型的轨压控制策略有助于实现柴油喷油的精确控制,可为柴油机共轨技术国产化提供参考。 相似文献
8.
自动补苗装置精准定位自适应模糊PID控制 总被引：7，自引：7，他引：0
为实现补苗装置精准定位控制,解决自动移栽作业过程中因穴盘缺苗和取苗投苗失败而导致的漏栽问题,采用自适应Fuzzy-PID控制算法来实现钵苗输送的步进定位控制。构建了步进电机角速度控制传递函数的数学模型,设计了自适应Fuzzy-PID控制器及其模糊规则,通过MATLAB的Simulink模块建立了基于模糊PID控制器的步进电机系统角速度控制模型,以阶跃信号作为激励信号,自适应模糊PID控制和PID控制的仿真试验表明:PID控制的响应时间为7 s,出现超调量为0.1的振荡,通过调整PID控制器参数增大比例系数,系统响应时间缩短为2.2 s,系统响应速度明显加快,且未出现振荡环节;自适应模糊PID的响应时间为0.12 s,步进电机系统快速到达阶跃响应的稳态值,步进电机角速度控制稳定,角速度响应快,满足钵苗输送的定位要求。自动补苗试验结果表明:在植苗频率为40、50与60株/min时,补苗成功率分别为100%,100%、95.8%,且只要光纤传感器检测到漏苗信号,基于自适应Fuzzy-PID控制的步进电机系统快速响应,补苗控制系统都能准确及时地进行自动补苗。该研究可为解决自动移栽机田间作业的漏栽问题提供参考。 相似文献
9.
为解决自动移栽机作业过程中由于机械手定位误差导致的抓取失败、伤苗及漏苗问题,实现整排取苗机械手准确快速定位,该文采用模糊PID控制算法实现自动取苗机械手的步进定位控制。根据整排取苗试验平台分析了机械手水平和竖直方向的定位精度需求,以两相混合式步进电机为对象建立步进电机角速度控制模型,设计模糊规则,建立模糊PID控制器,通过对误差及误差变化率的在线修正,来满足不同误差和误差变化率情况下的控制要求。应用MATLAB/Simulink进行系统仿真,从超调量、响应时间和稳定性指标验证了控制方法的可行性;以单位阶跃信号作为激励,分析PID和模糊PID的控制效果,结果表明:通过固定参数PID仿真分析,获得系统最优PID参数为KP=20,KI=0.2,KD=1,达到稳态所需的时间为0.285 s。在此参数下,模糊PID控制达到稳态所需时间为0.25 s,响应速度优于固定参数PID控制,系统无超调。固定参数PID和模糊PID控制加入扰动后的控制效果分析表明,模糊PID控制系统超调量为40%,达到稳态所需时间为1.34 s,均明显小于固定参数PID控制43%和1.45 s,表明模糊PID在具有扰动的环境中控制效果明显优于固定参数PID控制,步进电机系统快速响应,控制稳定。系统试验结果,模糊PID控制算法的最大误差为2.8 mm,定位平均相对误差为0.81%,定位准确度高,可以满足机械手水平定位精度要求。 相似文献
10.
果园管道喷雾系统药液压力的自整定模糊PID控制 总被引：9，自引：7，他引：2
果园管道喷药系统具有非线性、大时滞特性,且管道中药液的压力随喷嘴数目变化而波动。为此,对管道中药液压力采用了带变速积分、微分先行优化算子的自整定模糊PID控制。根据管道中压力的实际值与设定值间的误差及误差变化趋势,在线调整模糊PID的参数,经带有变速积分、微分先行优化算子的增量式PID算法计算,获得控制量以控制管道中药液的压力。试验结果表明：采用这种控制方法,与不使用自整定模糊PID参数的变速积分、微分先行PID控制相比,管道中压力响应的上升时间缩短18.42%,调整时间缩短12.56%,最大超调量减小4.43%,误差减小50%。该控制方法能满足果园管道喷雾系统中对压力控制的要求。 相似文献
11.
红枣微波-热风联合干燥特性及对其品质的影响 总被引：12，自引：8，他引：4
为了提高红枣干制品的品质,在分段热风干燥和微波间歇干燥的基础上,采用微波+高温热风+低温热风的联合干燥方式干燥红枣,研究不同干燥方式下红枣的干燥特性和品质。结果表明:联合干燥方式的干燥时间比分段热风干燥缩短11%以上;分段热风干燥的红枣内部温度高于表面温度,微波间歇干燥的红枣温度升高幅度大,干燥速率高。300g红枣在119W下微波干燥12min,间歇4min,重复7次(转换点干基含水率≤99%),然后55℃热风干燥9h(转换点干基含水率≤66%),最终50℃热风干燥12h(干燥方式Ⅳ)的条件下干燥的红枣总维生素C含量最高,褐变系数相对较低,复水效果最好,能耗较低,是较优的红枣微波-热风联合干燥组合。微波-热风联合干燥是适合红枣干燥的较好技术方法。 相似文献
12.
微波热风联合干燥工艺对枸杞品质和表面微生物的影响 总被引：3，自引：3，他引：0
为明确微波热风联合干燥工艺对枸杞品质和表面微生物数量的影响,该文检测了微波热风联合干燥和传统热风干燥2种工艺各加工阶段枸杞的主要品质指标（枸杞多糖、总糖、粗蛋白、粗脂肪）和表面微生物数量,并对2种工艺的加工效果进行了比较。结果表明,采用微波热风联合干燥工艺和传统热风干燥工艺加工的枸杞,多糖和总糖损失率差异显著（P<0.05）,联合干燥工艺较传统工艺分别降低了15.44和11.06个百分点,仅为18.46%和20.98%;粗蛋白损失率差异未达显著水平（P＞0.05）,损失率分别为21.46%和20.12%;粗脂肪损失率的差异也不显著（P＞0.05）,分别为10.56%和12.29%。在杀菌率上2种工艺差异显著（P<0.05）,联合干燥工艺为91.26%,传统工艺为82.25%。干燥前的脱蜡处理具有杀菌作用,可杀灭65.24%的表面微生物。干燥阶段完成后,联合干燥工艺的杀菌率为91.26%,较传统工艺的杀菌率提高了9.01个百分点。在模拟大肠杆菌污染枸杞的试验中,脱蜡后喷菌的枸杞经2种工艺加工,联合干燥工艺的杀菌率为83.21%,较传统热风干燥工艺提高了12.93个百分点。因此,微波热风联合干燥工艺较传统热风干燥工艺更多地保留了枸杞的营养成分,杀菌效果更好,有利于枸杞干果的品质和食品安全。但是,对脱蜡后大肠杆菌污染的果实,微波热风联合干燥工艺和传统热风干燥工艺均不能彻底灭菌,需进行工艺改进或结合其他灭菌方法进行处理。研究结果可为微波热风联合干燥工艺在枸杞加工中的应用和改进提供参考。 相似文献
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为明确微波热风联合干燥工艺对枸杞品质和表面微生物数量的影响,检测了微波热风联合干燥和传统热风干燥两种工艺加工各阶段枸杞的主要品质指标（枸杞多糖、总糖、粗蛋白、粗脂肪）和表面微生物数量,并对两种工艺的加工效果进行了比较。结果表明,采用微波热风联合干燥工艺和传统热风干燥工艺加工的枸杞,在枸杞多糖和总糖损失率差异显著（P<0.05）,联合干燥工艺较传统工艺分别降低了15.44和11.06个百分点,仅为18.46%和20.98%;在粗蛋白的损失率上差异未达显著水平（P＞0.05）,损失率分别为21.46%和20.12%;粗脂肪损失率的差异也不显著（P＞0.05）,分别为10.56%和12.29%。在杀菌率上两种工艺差异显著（P<0.05）,联合干燥工艺为91.26%,传统工艺为82.25%。干燥前的脱蜡处理具有杀菌作用,可杀灭65.24%的表面微生物。干燥阶段完成后,联合干燥工艺的杀菌率为91.26%,较传统工艺的杀菌率提高了9.01个百分点。在模拟大肠杆菌污染枸杞的试验中,脱蜡后喷菌的枸杞经两种工艺加工,联合干燥工艺的杀菌率为83.21%,较传统热风干燥工艺提高了12.93个百分点。因此,微波热风联合干燥工艺较传统热风干燥工艺更多地保留了枸杞的营养成分,杀菌效果更好,有利于枸杞干果的品质和食品安全。但是,对脱蜡后大肠杆菌污染的果实,微波热风联合干燥工艺和传统热风干燥工艺均不能彻底灭菌,需进行工艺改进或结合其他灭菌方法进行处理。研究结果为微波热风联合干燥工艺在枸杞加工应用和改进上提供参考。 相似文献
14.
海带自然晾晒与热泵烘干级联干燥自动控制系统研制 总被引：1，自引：1，他引：0
干燥是海带加工过程中的工序之一，为进一步解决海带干燥过程中劳动强度大、能耗高等问题，该研究设计了自然晾晒与热泵烘干级联的干燥模式并研制了海带全程自动搬运、协调工作的码垛自动控制系统，其由晾晒棚、热泵房、码垛装置、桥接装置与控制室组成。采用USS协议与G120变频器通讯，采集信号通过485通讯口送到可编程逻辑控制器PLC的寄存器，PLC对行走电机进行加减速判断；同时利用Profibus协议实现PLC与Sick条码定位传感器通讯，实现晾晒杆准确定位；然后编程控制气动抓手，自动实现海带晾晒杆的抓放等动作；利用限位开关作为数据传递的触发信号，晾晒棚与热泵房导轨自动对接，实现了海带自然晾晒与热泵烘干结合。试验结果表明，该控制系统总运行时间为5.7 h，晾晒杆定位误差±1 cm，高速运行时间20 m/min，晴天自然晾晒可减少海带含水率至60%，烘干后海带含水率为15.2%左右，泥沙、杂质率为0%，为一级品。系统运行稳定，节约人工，保证海带干燥的品质。该研究有助于为藻类加工产业提供高品质、低能耗、绿色环保新模式与样板。 相似文献
15.
喷液包埋技术提高微波泡沫干燥后树莓浆果品质 总被引：2，自引：1，他引：1
为了在微波泡沫干燥浆果果浆后期喷施大豆分离蛋白和麦芽糊精混合液,使浆果干品表面形成可以降低活性成分降解的包埋层,研究了喷液包埋条件对果浆的干燥特性影响规律,分析了喷液包埋技术对浆果干品中活性成分的保护原因。选择树莓果浆为研究物料,采用微波泡沫干燥工艺,以微波强度、保护液成分质量比和起泡果浆与保护液质量比为影响因素,以物料含水率、干燥温度、活性成分降解率为目标因素,应用电镜对树莓果浆干品微观结构进行观察分析,应用高效液相色谱技术测定干品花青素成分。结果表明浆果微波泡沫干燥中的起泡剂与喷液包埋中保护液成分相近,工艺步骤衔接密切,不影响果浆干燥速度与温度;保护液可使干燥后干品表层形成致密包埋层,有效削弱氧气、光照对活性成分的降解作用,提高矢车菊色素与天竺葵色素2种花青素成分保存量(保存率75%);在微波强度14 W/g,大豆分离蛋白与麦芽糊精质量比3∶7,起泡果浆与保护液质量比4∶1的工艺条件下,可获得花青素和维生素C保留率高的树莓干品(提高20%)。在微波泡沫干燥过程中实施包埋技术可保护干燥后果浆中的活性物质,保证浆果制品营养价值。 相似文献
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针对热风干燥水产品过程中常出现的表面干燥脱水过快、内部水分扩散通道易堵塞,造成产品水分不均匀度值较大,影响产品烘后品质问题,设计了专用U型隧道式水产品烘房,并对横流干燥、气流正反向切换、干燥介质温度及湿度在线控制、以及热能循环利用等关键技术进行了分析与研究。与单通道、双通道烘房相比较,U型隧道内热风温度的均匀度改善,热能利用率提高,烘干时间缩短,烘房单位容积的产量增加。草鱼干燥现场生产的实测结果表明：产品脱水一致,可节省热能约30%,并缩短了生产时间约30%。 相似文献
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双孢菇微波冷冻干燥特性及干燥品质 总被引：6，自引：4，他引：2
为获得干燥时间短、产品质量高的蘑菇制品,采用微波冷冻干燥技术对双孢菇进行干燥处理,研究其在不同微波比功率(0.25,0.5,0.75 W/g)和系统压强(50,100,150 Pa)下的干燥曲线、有效水分扩散系数、复水比、收缩率、白度、维生素C保存率、能耗及基于模糊数学推理法下感官评定的变化规律;通过非线性拟合建立了适用于双孢菇微波冷冻干燥的数学模型;基于干燥能耗、干燥时间及部分品质指标对不同条件下双孢菇微波冷冻干燥过程进行加权综合评价。结果表明:微波比功率对干燥速率及干制品物理品质指标影响比对其他指标的影响更显著(P0.05);系统压强对干制品营养含量指标、干燥能耗以及感官评定的影响比对干燥特性的影响显著(P0.05);采用Henderson and Pabis模型能够准确(R20.9)描述干燥过程中水分变化规律;双孢菇有效水分扩散系数在10-10 m2/s数量级且受微波比功率影响更明显(P0.05);微波比功率和系统压强过高会造成双孢菇干制产品不被消费者接受;当微波比功率和系统压强分别为0.25 W/g和100 Pa时双孢菇微波冷冻干燥的综合评分值最高为0.67847,该条件较适合应用于双孢菇微波冷冻干燥中。研究探索了不同微波冷冻干燥条件下双孢菇干燥及品质特性的变化规律,为双孢菇微波冷冻干燥较优工艺参数组合的选择提供了理论依据。 相似文献
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荷花粉真空脉动干燥特性和干燥品质 总被引：9，自引：8，他引：1
为了缩短花粉的干燥时间,保证干燥品质,将真空脉动干燥技术应用于干燥新鲜荷花粉,研究了真空保持时间(15、12、9、6和3 min)、干燥温度(45、50、55、60和65℃)对干燥动力学、水分有效扩散系数、干燥活化能的影响,并运用Weibull分布函数模拟了花粉真空脉动干燥特性曲线;此外还研究了真空保持时间、干燥温度对花粉蛋白质含量以及微观结构的影响,并对干燥前后的花粉进行了色差分析。试验结果表明:Weibull分布函数能够很好地描述花粉的真空脉动干燥过程,结合尺度参数、形状参数计算出花粉真空脉动干燥水分有效扩散系数在2.154 2×10-11~6.254 3×10-11 m2/s之间;干燥活化能为20.88 k J/mol,表明新鲜荷花粉干燥每脱除1 kg水所需要的启动能量为1 160.00 k J;试验参数范围内,随着真空保持时间的减少,干燥后花粉蛋白质质量分数呈现先增加后减少的趋势;当干燥温度为45℃,真空常压脉动比为12 min:3 min时花粉蛋白质质量分数最高,为18.43%;扫描电镜结果显示,随着干燥温度的升高,花粉颗粒间致密程度降低,形成孔隙结构,这有助于干燥中水分的扩散迁移,花粉颗粒微观结构的完整性随着干燥温度的升高而降低;干燥前后花粉未发生色泽劣变。荷花粉真空脉动干燥的较佳参数为真空常压脉动比为12 min:3 min,干燥温度为45℃。研究结果为花粉真空脉动干燥技术的应用提供了理论依据和技术支持。 相似文献
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该文主要研究控温微波干燥对花生的影响,使用自制控温微波干燥设备来研究常规微波干燥和控温微波干燥条件下花生品质上的区别,以此来验证控温微波的优越性以及可使用性。试验结果表明,常规微波干燥后花生产生焦糊现象,干燥效果极差;控温微波干燥后的花生无任何焦糊现象,表皮平整,子叶光滑鲜活,干燥效果比较理想。试验证明控温微波干燥在功率1.2 W/g,温度区间45～50℃时能够最大的保证花生干燥后的品质。 相似文献
20.
木薯高/低温二段式干燥工艺参数优化试验 总被引：2，自引：1，他引：1
木薯收获时含水率约为65%~70%,为了便于储存和运输,必须在短时间内对木薯进行干燥处理。为开发和优化木薯干燥工艺,该文在干燥箱中试验研究了木薯切片厚度、干燥温度对干燥过程的影响。试验结果表明,干燥温度过高,木薯经过高温后易糊化变质,温度太低,则干燥不充分;切片太薄,干燥过程中木薯片会断裂,切片太厚,达到合格含水率所需时间将延长。用Wang and Singh模型关联木薯干燥过程,根据干基含水率曲线确定了木薯干燥过程中的临界含水率为105%。对于一段式木薯干燥工艺,木薯在干燥过程中达到临界含水率时后段干燥速率呈下降趋势,为了避免这一趋势出现而导致干燥效率下降,提出了先高温、后低温的二段式优化干燥方案,确定了各段工艺的参数,为木薯干燥设备的设计提供了必要的依据。 相似文献