菊芋微波真空干燥过程的水分扩散特性及模型拟合

为了探究菊芋微波真空干燥过程中水分变化规律,本文考察了不同微波强度对菊芋干燥特性的影响。采用Weibull分布函数和Dincer模型对干燥曲线进行拟合,并结合尺度参数(α)、形状参数(β)、滞后因子(G)、干燥系数(S)等分析了干燥过程的传热、传质机制。结果表明:除1.28 W/g外,菊芋整个干燥过程分为升速、恒速和降速3个阶段,且微波强度越大,最大干燥速率愈高,升速阶段历时越短。β介于1.314～2.175之间,表明干燥过程并非完全由内部扩散主导。G为1.043～1.188,且随微波强度增大而减小。毕渥数(Bi)介于0.179～5.762之间,说明干燥过程物料温度变化由内部导热和边界对流换热共同控制。基于Weibull分布函数、Dincer模型和Fick第二定律得到的水分扩散系数分别为D_cal=5.922×10?8～2.717×10?7 m2/s、D_eff=7.570×10?7～1.799×10?5 m2/s、D*_eff =2.353×10?9～7.546×10?9 m2/s;同样微波强度下,其大小依次为:D_eff>D_cal>D*_eff。2.32 W/g下,干燥样品亮度(L*值)最大,为69.05。微波强度愈大,样品色泽参数a*和b*值越小。SEM图片显示:适宜的微波强度下,干燥菊芋细胞结构规则,部分区域含有孔洞;1.28 W/g样品的细胞皱缩明显,而高微波强度下(2.70和3.04 W/g)干燥样品部分组织结构坍塌,细胞内物质外泄。     

未知扰动下冷轧机扭振自适应预定性能控制

轧机振动一直是板带材轧制生产中普遍存在并难于解决的问题.针对冷轧机主传动系统由于外界不确定性扰动导致的扭振问题,提出一种自适应预定性能控制策略,有效抑制了轧机主传动系统的扭转振动.基于拉格朗日动力学方程,考虑刚度、摩擦及电动机死区等非线性特性和外界不确定性扰动对轧机主传动系统的影响,建立具有下三角结构的轧机主传动系统模型.针对该不确定性非线性模型设计一种自适应预定性能控制器(Adaptive prescribed performance controller,APPC),并利用Lyapunov稳定性理论对所设计的控制器进行严格的理论证明,得出系统的有界稳定性.针对某厂2 030 mm冷连轧机主传动系统进行Matlab数值仿真分析,试验结果表明轧辊转速跟踪误差被严格地限制在预定域内,有效避免了扭振现象的产生.通过性能函数的引入,为轧机的扭转振动问题提供了一种有效的控制策略.