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本文的研究内容涉及木材干燥科学、自动化技术、计算机技术及工业通信网络技术,主要完成了以下工作: (1)本文设计了基于集散控制系统“集中管理,分散控制”结构的木材干燥窑自动控制系统,使得木材干燥过程的大规模生产成为可能。系统可以远程监视和控制多台木材干燥窑;每一台干燥窑的实时数据和干燥曲线可以远程显示并提供用户可导出功能;具有完善的报警系统及快速完整安全的数据通信系统。 (2)木材干燥窑集散控制系统主要分为现场控制站、工程师站和工业通信网络等三个部分。现场控制站用于实现单一回路控制,主要完成了现场数据采集、处理数据并显示、向执行器发送控制指令、干燥基准输入、现场报警及与上位机通信等功能;工程师站对整个系统进行监控,即完成多回路控制,主要完成组态、接收现场信号、发送控制信号、现场数据在组态软件中的关联、显示和储存大量现场数据、生成及打印报表和显示干燥曲线等功能。现场控制站和工程师站的数据交换由系统网络完成,网络由工业级的以太网构成,其具有丢包率低,实时性好等优势。系统还设计了web发布功能,使工程师可以远程监测木材干燥生产过程。 (3)系统通过设计手动控制系统、设计完善的报警系统和报警装置及安装UPS电源等方式保证现场操作人员、干燥设备和被干燥木材的安全。另外,变频器的使用和可修改的干燥基准输入可以有效降低系统的碳排放量,节约不必要的能源浪费。现场试验表明,木材干燥窑集散控制系统基本能够达到设计之初提出的各项技术指标。 (4)本文设计了基于BP网络的Mamdani模糊神经网络控制器,这类控制器结合了模糊控制器和神经网络控制器各自的优点,可以改变传统模糊控制器控制精度低,鲁棒性差的问题。仿真试验显示,相对于传统的模糊控制器,模糊神经网络控制器可以明显降低温湿度输出曲线的超调量、调节时间和峰值时间。另外,在加入扰动信号后,模糊神经网络控制器的抗干扰能力更强,鲁棒性更好。