1、糧食烘幹機自動控製的發展現狀
Zachariah和Isaacs於1966年試驗了4種大型烘幹機的控製方法，即：PID控製（比例一積分控製）、前饋和PID反饋控製、開關控製、PID和開關控製。每一種控製策略均求出最優的放大係數k (gain)和時間常數t的(de)值(zhi)，以(yi)便(bian)保(bao)證(zheng)初(chu)水(shui)分(fen)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)階(jie)躍(yue)時(shi)終(zhong)水(shui)分(fen)的(de)誤(wu)差(cha)和(he)幹(gan)燥(zao)速(su)率(lv)的(de)積(ji)分(fen)值(zhi)為(wei)最(zui)小(xiao)。研(yan)究(jiu)中(zhong)發(fa)現(xian)對(dui)一(yi)個(ge)給(gei)定(ding)幹(gan)燥(zao)條(tiao)件(jian)下(xia)求(qiu)出(chu)的(de)最(zui)優(you)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)，在(zai)另(ling)一(yi)種(zhong)幹(gan)燥(zao)條(tiao)件(jian)下(xia)可(ke)能(neng)很(hen)不(bu)穩(wen)定(ding)。他(ta)總(zong)結(jie)時(shi)認(ren)為(wei)幹(gan)燥(zao)過(guo)程(cheng)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)模(mo)擬(ni)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)一(yi)種(zhong)快(kuai)速(su)而(er)準(zhun)確(que)的(de)研(yan)究(jiu)自(zi)控(kong)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)的(de)方(fang)法(fa)和(he)有(you)力(li)工(gong)具(ju)，並(bing)且(qie)試(shi)驗(yan)表(biao)明(ming)前(qian)饋(kui)開(kai)環(huan)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)的(de)效(xiao)果(guo)較(jiao)好(hao)，富(fu)通(tong)新(xin)能(neng)源(yuan)生(sheng)產(chan)銷(xiao)售(shou)滾筒烘幹機、氣流式烘幹機等機械設備。
Borsum和Bakker - Arkema教授於1982年(nian)研(yan)究(jiu)了(le)單(dan)級(ji)順(shun)流(liu)式(shi)烘(hong)幹(gan)機(ji)的(de)自(zi)控(kong)係(xi)統(tong)，他(ta)們(men)使(shi)用(yong)了(le)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)控(kong)製(zhi)糧(liang)食(shi)流(liu)量(liang)。由(you)於(yu)當(dang)時(shi)尚(shang)無(wu)商(shang)業(ye)上(shang)可(ke)提(ti)供(gong)的(de)物(wu)美(mei)價(jia)廉(lian)的(de)水(shui)分(fen)在(zai)線(xian)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)，他(ta)們(men)用(yong)於(yu)控(kong)製(zhi)的(de)算(suan)法(fa)是(shi)一(yi)種(zhong)比(bi)例(li)積(ji)分(fen)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)的(de)相(xiang)當(dang)算(suan)法(fa)(digitalequivalent)。該單片機控製器可以保持出機糧食平均溫度在±0.5℃內（與設計值相比），相當於出機糧食水分偏差為±0.2%。Borsum和Bakkerjianyishiyongyigewenduchuanganqilaijiancerujiliangshiwendudebianhua，bingzuoweiyigeqiankuidexinhao，yibianjianxiaotaduichujiliangwendeyingxiang，erliangwenshiyonglaikongzhiganzaoguochengdecanshu。
Stone於1983年nian利li用yong計ji算suan機ji模mo擬ni技ji術shu對dui比bi了le前qian饋kui控kong製zhi和he傳chuan統tong的de比bi例li一yi積ji分fen控kong製zhi，他ta用yong熱re風feng溫wen度du作zuo為wei控kong製zhi變bian量liang，以yi控kong製zhi出chu機ji糧liang食shi水shui分fen。他ta用yong預yu期qi的de終zhong水shui分fen和he計ji算suan機ji模mo擬ni的de終zhong水shui分fen的de差cha值zhi的de平ping方fang和he來lai比bi較jiao評ping價jia控kong製zhi器qi的de性xing能neng，對dui比bi結jie果guo表biao明mingPID控製優於簡單的FF（前饋）控製。Stone對FF控製作了如下試驗：他把FF控製器的響應時間延遲了一半，發現它的ISE（誤差積分和）是簡單FF控製的26%，是傳統PID控製的48%。他指出前饋控製不適應烘幹機參數的變化，認為采用前饋十反饋或自適應控製是一種較好的控製方案。
Becker於1983年(nian)開(kai)發(fa)了(le)一(yi)種(zhong)簡(jian)化(hua)的(de)幹(gan)燥(zao)過(guo)程(cheng)模(mo)型(xing)，並(bing)用(yong)於(yu)連(lian)續(xu)橫(heng)流(liu)式(shi)烘(hong)幹(gan)機(ji)的(de)微(wei)機(ji)控(kong)製(zhi)。該(gai)模(mo)型(xing)與(yu)強(qiang)有(you)力(li)的(de)分(fen)布(bu)參(can)數(shu)模(mo)型(xing)相(xiang)比(bi)並(bing)不(bu)遜(xun)色(se)，用(yong)於(yu)幹(gan)燥(zao)過(guo)程(cheng)的(de)優(you)化(hua)，可(ke)使(shi)耗(hao)油(you)費(fei)和(he)人(ren)工(gong)費(fei)最(zui)小(xiao)。在(zai)進(jin)行(xing)室(shi)內(nei)烘(hong)幹(gan)玉(yu)米(mi)試(shi)驗(yan)時(shi)，發(fa)現(xian)熱(re)風(feng)溫(wen)度(du)是(shi)主(zhu)要(yao)製(zhi)約(yue)因(yin)素(su)，他(ta)認(ren)為(wei)橫(heng)流(liu)式(shi)烘(hong)幹(gan)機(ji)可(ke)用(yong)的(de)最(zui)高(gao)熱(re)風(feng)溫(wen)度(du)為(wei)117 ℃。
Forbes利用反饋線性過濾方法(Feed backlinear filtering)決定幹燥特性參數。他試驗了4種控製策略並與計算機模擬進行了比較，即反饋（由出口水分控製）、PID控製、前饋（超前／滯後，由入口處穀物水分控製）、基於模型的前饋控製（利用烘幹機入口處的平均水分控製）。他利用終水分的預測值與設定值的差值平方和對比了4種控製方案的性能，惟一的控製參數是排糧輥的轉速，熱風溫度是保持不變的。試驗表明，PID反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)和(he)前(qian)饋(kui)控(kong)製(zhi)反(fan)應(ying)效(xiao)果(guo)均(jun)不(bu)好(hao)，原(yuan)因(yin)是(shi)時(shi)間(jian)滯(zhi)後(hou)太(tai)大(da)和(he)入(ru)機(ji)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen)變(bian)化(hua)太(tai)頻(pin)繁(fan)。他(ta)指(zhi)出(chu)這(zhe)兩(liang)種(zhong)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)的(de)主(zhu)要(yao)問(wen)題(ti)是(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)響(xiang)應(ying)是(shi)基(ji)於(yu)剛(gang)剛(gang)進(jin)機(ji)的(de)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen)或(huo)者(zhe)剛(gang)剛(gang)離(li)機(ji)的(de)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen)。試(shi)驗(yan)發(fa)現(xian)，基(ji)於(yu)模(mo)型(xing)的(de)前(qian)饋(kui)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)效(xiao)果(guo)最(zui)好(hao)，即(ji)利(li)用(yong)入(ru)機(ji)糧(liang)食(shi)的(de)平(ping)均(jun)水(shui)分(fen)作(zuo)為(wei)整(zheng)機(ji)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)。他(ta)對(dui)該(gai)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)了(le)產(chan)業(ye)化(hua)開(kai)發(fa)，並(bing)在(zai)大(da)型(xing)烘(hong)幹(gan)機(ji)上(shang)進(jin)行(xing)了(le)試(shi)驗(yan)，與(yu)手(shou)動(dong)控(kong)製(zhi)比(bi)較(jiao)，該(gai)機(ji)性(xing)能(neng)大(da)大(da)改(gai)善(shan)，此(ci)套(tao)係(xi)統(tong)己(ji)由(you)加(jia)拿(na)大(da)Rolfes公司正式生產，自1984年起已經在政府支持下生產了50套（安大略州糧食烘幹機改型計劃），並裝在大型糧食烘幹機上。生產試驗表明，安裝該自控係統的烘幹機節能13. 5%，95%的用戶認為烘幹機的生產率有所提高，97%的用戶認為糧食過幹現象大為減少，81%的用戶則要求更高的糧食品質。
英國Whitfield於1986年利用計算機模擬技術對順流式糧食烘幹機的PID控(kong)製(zhi)器(qi)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)了(le)優(you)化(hua)研(yan)究(jiu)，即(ji)根(gen)據(ju)出(chu)機(ji)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen)控(kong)製(zhi)糧(liang)食(shi)流(liu)量(liang)，數(shu)據(ju)取(qu)自(zi)順(shun)流(liu)式(shi)糧(liang)食(shi)烘(hong)幹(gan)機(ji)並(bing)用(yong)於(yu)驗(yan)證(zheng)模(mo)擬(ni)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)。研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)，實(shi)測(ce)值(zhi)和(he)預(yu)測(ce)值(zhi)的(de)絕(jue)對(dui)誤(wu)差(cha)在(zai)1%（幹基）之內。他還利用不同的放大係數k(gain)和(he)不(bu)同(tong)的(de)積(ji)分(fen)時(shi)間(jian)對(dui)幹(gan)燥(zao)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)模(mo)擬(ni)，以(yi)期(qi)獲(huo)得(de)最(zui)佳(jia)性(xing)能(neng)，農(nong)場(chang)中(zhong)的(de)實(shi)際(ji)數(shu)據(ju)被(bei)用(yong)於(yu)模(mo)擬(ni)程(cheng)序(xu)的(de)輸(shu)入(ru)。使(shi)用(yong)經(jing)驗(yan)表(biao)明(ming)，該(gai)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)在(zai)某(mou)些(xie)條(tiao)件(jian)下(xia)工(gong)作(zuo)很(hen)好(hao)，但(dan)不(bu)是(shi)所(suo)有(you)條(tiao)件(jian)均(jun)好(hao)，這(zhe)主(zhu)要(yao)是(shi)由(you)於(yu)處(chu)理(li)量(liang)和(he)幹(gan)燥(zao)水(shui)分(fen)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)關(guan)係(xi)存(cun)在(zai)所(suo)致(zhi)。
瑞典Nybrant於1985年開發了一種自適應(adaptive)控製係統。他利用排氣溫度控製糧食水分，並利用一個實驗室用的批式烘幹機深入研究了風溫、風(feng)量(liang)對(dui)排(pai)氣(qi)溫(wen)度(du)和(he)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen)的(de)影(ying)響(xiang)，目(mu)的(de)是(shi)分(fen)析(xi)利(li)用(yong)排(pai)氣(qi)溫(wen)度(du)確(que)定(ding)出(chu)機(ji)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)。研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)，即(ji)使(shi)排(pai)氣(qi)溫(wen)度(du)保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)時(shi)，初(chu)水(shui)分(fen)變(bian)化(hua)時(shi)出(chu)機(ji)糧(liang)食(shi)水(shui)分(fen)也(ye)是(shi)變(bian)化(hua)的(de)。Nvbrant利用實驗室的小型烘幹機對自適應控製器進行了試驗，證明盡管條件多變，自適應控製器能夠比較準確的控製排氣溫度。
Brook和Bruce於1986年對近代最新的穀物烘幹機自控係統作了綜述，指出“實用的穀物幹燥模擬程序已經開發出來並且用於穀物烘幹機自動控製”，haizhichumonimoxingbixugaijin，yibianyongyujisuanganzaoguochengzhongliangshidesunshanghepinzhi。suimuqianshangwukeyijisuanguwuganhoupinzhidemoxing，danshizhejiangshijinhouyanjiuderedian。tamenzhichuguojishichangduiliangshipinzhitichuhengaodeyaoqiu，yinerganzaoyanjiubumenbixugengjiashenrudeyanjiuganzaotiaojianyuliangshipinzhideguanxi，jianyikaifaliangshipinzhihuoyouguancanshudezaixianjiancezhuangzhi。
Eltiganic於1986年(nian)在(zai)橫(heng)流(liu)式(shi)烘(hong)幹(gan)機(ji)上(shang)試(shi)驗(yan)了(le)兩(liang)個(ge)季(ji)度(du)的(de)烘(hong)幹(gan)機(ji)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，采(cai)用(yong)了(le)基(ji)於(yu)模(mo)型(xing)的(de)前(qian)饋(kui)控(kong)製(zhi)器(qi)，水(shui)分(fen)測(ce)試(shi)為(wei)半(ban)連(lian)續(xu)式(shi)。該(gai)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)與(yu)手(shou)動(dong)控(kong)製(zhi)相(xiang)比(bi)，能(neng)改(gai)善(shan)幹(gan)燥(zao)品(pin)質(zhi)，並(bing)減(jian)少(shao)糧(liang)食(shi)過(guo)幹(gan)現(xian)象(xiang)和(he)工(gong)時(shi)，能(neng)降(jiang)低(di)能(neng)耗(hao)。
我國學者劉強博士於1999年在美國對橫流式穀物烘幹機自動控製進行了研究，開發了新型MPC(model predictive controller)控製器，並在農用風機公司(FFI)生產的Zimmerman VT1210橫流式烘幹機上進行了試驗，水分控製精度達到±0.7%，熱風溫度為85℃～120℃，入機糧水分在21%～32%(w．b．)變化，幹燥塔幹燥和冷卻段共長12.9m，分了10段以便進行模擬。
2、糧食烘幹機自動控製係統的特點
2.1多變量
糧食烘幹機自動控製是一個比較複雜的工業過程，不僅要考慮加工過程中糧食水分及溫度，幹燥介質溫度、濕度及流量，以及外界氣候條件等參數的影響，還要兼顧到糧食烘幹機的工藝流程（如順流、逆流、混流和橫流等）。另外，一些幹燥變量無法直接測量，即使可以測量，測量值也不夠準確。
2.2非線性
糧食幹燥一般有升溫、恒速和降速等階段，其中降速階段是糧食幹燥中最主要階段，而在此階段糧食的水分變化是非線性的。
2.3 大滯後
糧食烘幹機自動控製係統的響應速度受穀物流速的影響，而糧食幹燥時間一般較長（糧食在大型烘幹機內滯留時間長達5～6h）。因此自動控製係統的響應速度緩慢、且在幹燥過程中交互作用嚴重，一個控製動作的改變會影響烘幹機中的所有性能參數。
2.4 強耦合
在烘幹機中，被控變量和控製變量有耦合作用。
2.5 非穩態
有些糧食烘幹機經常是在非穩態下工作的。
此ci外wai，因yin烘hong幹gan機ji作zuo業ye條tiao件jian複fu雜za，幹gan擾rao變bian量liang較jiao多duo，檢jian測ce自zi控kong效xiao果guo較jiao難nan，再zai加jia上shang目mu前qian無wu精jing確que的de在zai線xian水shui分fen測ce試shi儀yi器qi，糧liang食shi烘hong幹gan機ji的de自zi動dong控kong製zhi還hai是shi一yi個ge難nan點dian。
相關烘幹機產品：
1、滾筒烘幹機
2、氣流式烘幹機
