Учет и использование нелинейности и распределенности параметров процесса сушки зерна

Процесс сушки зерна является нелинейным с распределенными параметрами, что осложняет его исследование. Основные переменные процесса - влажность и температура зерна усредняются в пределах некоторых зерновых слоев, размеры, форма и объем которых зависят от конструктивных особенностей сушилки. Нелинейность связана с характером взаимодействия между влажностью и температурой зерновых слоев, с зависимостью коэффициентов теплоемкости, теплопроводности, температуропроводности, потенциалов влагопроводности от температуры и влажности зерна. Распределенность параметров можно представить как особый вид нелинейности, ее математическое описание приводит к внутренней нелинейности модели. Существующие зерносушилки не учитывают (или слабо учитывают) в своей конструкции нелинейность и распределенность и не используют эти особенности в системе управления сушильным процессом. В них имеет место противоречие между распределенным нелинейным характером процесса и сосредоточенным линейным управлением им. Для процесса сушки характерны два основных канала преобразования четырех входов системы (двух возмущающих: «начальная влажность», «начальная температура зерна» и двух управляющих: «температура агента сушки», «экспозиция сушки») в два выхода («конечная влажность», «конечная температура зерна»). Кроме двух основных каналов связи «температура агента сушки - конечная температура зерна» (в настоящее время в линеаризированном виде его учитывают в системах управления большинства современных зерносушилок) и «экспозиция сушки - конечная влажность», имеются и два перекрестных канала. Нелинейность и распределенность проявляются на разных уровнях: техническом, физическом, математическом, технологическом, организационном и методологическом. Неучет и неиспользование внутренней и внешней нелинейности и распределенности параметров сушки связаны со сложностью построения, упрощения и алгоритмизации операционной модели для описания динамики процесса. В работе доказана необходимость учета нелинейности и распределенности при исследовании процесса сушки зерна, которые использованы и реализованы автором при решении задач управления, выбора режимов и параметров зерносушилки.