遺傳算法在餅干烘烤爐溫度控制系統中的應用.pdf

1、目前很多隧道式烘烤爐仍舊用常規(guī)PID控制方式甚至手動調節(jié)，在生產中往往升溫速度慢，超調量大，每次升溫都需要較長時間。而且面團進入隧道爐后會帶走大量的熱量，造成系統震蕩，使產品質量不穩(wěn)定，從而浪費掉第一批進入爐體內的原料。本文針對餅干烘烤隧道爐上述技術難點進行了深入分析，利用遺傳算法在參數尋優(yōu)方面的優(yōu)點，將改進后的自適應遺傳算法PID控制應用在爐溫控制系統，提高了系統的可靠性和抗干擾性。
　　本文首先介紹了燃氣式隧道爐的基本原理及整

2、體結構，并闡述了燃氣式烤爐相比其他烤爐的優(yōu)點。在了解熱傳導基本原理和傅里葉導熱定律的基礎上，建立隧道爐溫度場的數學模型。針對餅干烘烤隧道爐爐溫控制系統具有大慣性、大滯后的特點，常規(guī)PID控制不足以滿足控制要求，探討了兩種改進的PID控制算法并以現場隧道爐為模型，用MATLAB編程方式對其進行了仿真分析。
　　遺傳算法（Genetic Algorithm）是一種基于生物進化理論的全局搜索方法，基于“物競天擇，適者生存”的進化思想，在

3、解決數值優(yōu)化方面有著獨特的優(yōu)點。隨著人工智能的高速發(fā)展及對智能算法的研究越來越深入，使遺傳算法不僅僅在理論上得到了突破，而且不斷被應用到生產實踐中，解決了很多生產上的技術難題。在分析了遺傳算法基本理論和實現步驟的基礎上，分別完成了用實數編碼和二進制編碼的PID整定及整定后的階躍響應仿真分析。最后利用自適應遺傳算法確定最優(yōu)PID參數并且使其隨時間自動調整，通過比較分析，應用遺傳算法的PID控制器具有良好的動態(tài)性能和更小的穩(wěn)態(tài)誤差。

4、　　在PID控制理論研究的基礎上，設計了餅干烘烤隧道爐溫度控制系統總體方案，并以工控機為平臺開發(fā)了上位機組態(tài)界面。下位機以西門子SIMATIC S7-300為核心，設計相關控制器實現了基于遺傳算法的參數整定。將整定后的參數應用于溫度控制系統，并按時間自動調整以提高系統的抗干擾能力。通過對系統性能對比測試，得出了滿意的的控制效果，進而為下一步的研究工作奠定了基礎。文章的最后，根據燃氣式烘烤爐和電加熱烘烤爐的特點，在加熱裝置、控制方式、運行