基于模糊PID控制的尾菜烘干机温度控制系统设计_但瀚赋.pdf

江 苏 农 机 化 2 0 2 5 6 摘 要 为 提 高 尾 菜 烘 干 过 程 的 温 度 控 制 精 度 和 能 源 利 用 效 率 设 计 了 一 种 基 于 模 糊 P I D 控 制 的 尾 菜 烘 干 温 度 控 制 系 统 将 模 糊 控 制 与 常 规 P I D 控 制 相 结 合 构 建 了 参 数 可 自 适 应 整 定 的 模 糊 P I D 控 制 器 仿 真 试 验 结 果 表 明 模 糊 P I D 控 制 相 较 于 传 统 P I D 在 温 度 设 定 为 6 0 时 模 糊 P I D 控 制 实 际 温 度 与 目 标 温 度 最 大 差 1 6 超 调 量 由 7 6 降 至 4 2 调 节 时 间 缩 短 7 5 s 具 有 更 好 的 鲁 棒 性 研 究 结 果 表 明 模 糊 P I D 控 制 有 效 解 决 了 传 统 方 法 超 调 量 大 调 节 时 间 长 的 不 足 提 高 了 尾 菜 干 燥 工 艺 质 量 关 键 词 尾 菜 烘 干 回 收 模 糊 P I D 控 制 温 度 控 制 仿 真 分 析 0 引 言 在 蔬 菜 供 应 链 的 物 流 环 节 中 冷 库 起 着 关 键 作 用 通 过 低 温 贮 藏 能 减 缓 果 蔬 的 新 陈 代 谢 降 低 腐 败 速 度 然 而 这 种 保 鲜 方 式 会 产 生 大 量 副 产 品 尾 菜 尾 菜 是 指 从 田 间 管 理 到 消 费 流 程 中 被 去 除 的 外 层 老 叶 和 损 伤 部 分 如 白 菜 娃 娃 菜 等 蔬 菜 的 茎 叶 等 据 统 计 各 类 蔬 菜 在 生 产 过 程 中 尾 菜 的 产 生 率 高 达 1 6 5 6 3 5 1 2 目 前 国 内 尾 菜 回 收 处 理 方 式 大 致 分 为 两 种 饲 料 化 处 理 与 肥 料 化 处 理 将 尾 菜 加 工 成 饲 料 或 肥 料 前 期 工 艺 都 需 要 进 行 脱 水 烘 干 处 理 从 而 推 动 了 尾 菜 烘 干 机 的 快 速 发 展 烘 干 机 对 温 度 控 制 要 求 极 高 但 温 度 控 制 具 有 非 线 性 时 变 性 纯 滞 后 的 特 点 3 5 现 有 烘 干 设 备 多 采 用 传 统 P I D 控 制 在 非 线 性 时 滞 性 系 统 中 的 应 用 存 在 明 显 不 足 例 如 当 环 境 湿 度 波 动 或 物 料 堆 积 密 度 变 化 时 固 定 参 数 的 P I D 控 制 器 易 出 现 超 调 量 过 大 1 0 调 节 时 间 过 长 8 0 0 s 等 问 题 导 致 能 耗 增 加 且 市 场 上 大 多 数 烘 干 机 只 有 单 一 烘 干 功 能 若 在 机 体 中 加 入 冷 凝 模 块 可 将 回 收 的 水 分 用 于 蔬 菜 冷 库 的 冰 瓶 制 作 就 可 降 低 成 本 为 此 本 文 设 计 了 一 种 基 于 模 糊 P I D 控 制 的 尾 菜 烘 干 控 制 系 统 该 系 统 能 够 实 现 风 机 转 速 加 热 功 率 与 传 输 带 闭 环 控 制 提 高 控 制 精 度 同 时 实 现 水 循 环 利 用 降 低 能 耗 1 尾 菜 烘 干 机 组 成 及 工 作 原 理 1 1 尾 菜 烘 干 机 组 成 烘 干 机 温 度 控 制 系 统 核 心 是 S i e m e n s S 7 1 2 0 0 C P U S M 1 2 3 4 输 入 输 出 模 块 负 责 模 拟 量 的 A D 转 换 工 控 屏 选 用 昆 仑 通 态 T P C 7 0 3 2 E i 人 机 界 面 具 备 温 度 设 定 加 热 模 块 发 热 温 度 和 风 机 转 速 反 馈 冷 凝 水 回 收 装 置 水 位 超 高 报 警 等 功 能 如 图 1 所 示 1 2 尾 菜 烘 干 机 工 作 原 理 尾 菜 烘 干 机 结 构 如 图 2 所 示 尾 菜 烘 干 过 程 采 用 三 闭 环 控 制 分 别 对 加 热 功 率 风 机 速 度 和 传 送 带 运 行 状 态 进 行 闭 环 调 控 上 料 部 分 红 外 传 感 器 检 测 到 物 料 时 同 步 启 动 上 料 机 与 箱 内 输 送 带 当 物 料 到 达 第 三 层 被 末 端 红 外 传 感 器 检 测 到 时 物 料 到 达 临 界 位 双 机 停 止 运 行 开 始 烘 干 烘 干 部 分 加 热 系 统 采 用 模 糊 P I D 温 控 将 工 作 温 度 维 持 在 5 0 6 5 温 湿 度 变 送 器 对 箱 体 环 境 进 行 实 时 监 测 并 反 馈 环 境 参 数 通 过 变 频 器 对 加 热 模 块 实 施 功 率 调 制 同 时 调 节 循 环 风 机 转 速 确 保 受 热 场 均 匀 当 箱 内 相 对 湿 度 达 到 3 0 8 0 阈 值 时 排 湿 扇 启 动 轴 流 式 排 湿 风 机 以 额 定 转 速 将 湿 热 气 流 导 入 冷 凝 器 实 现 水 分 回 收 基 于 模 糊 P I D 控 制 的 尾 菜 烘 干 机 温 度 控 制 系 统 设 计 但 瀚 赋 杨 洁 图 1 控 制 系 统 硬 件 图 18 DOI 10 16271 ki jsnjh 2025 06 016