孙丽萍， 曹军， 李志辉

(东北林业大学机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

0 引言

微波-真空干燥是一项新的综合干燥方法，采用先进的测控手段，设计高精度、低成本、实时性强、稳定可靠的微波-真空木材干燥自动测试系统将推动木材干燥自动控制系统的发展［1-5］。文中针对花旗松的微波-真空干燥工艺，建立时间序列下的自回归滑动平均(auto-regressive and moving average，ARMA)数学模型，设计了一种fuzzy-PID自整定控制器，应用Matlab/SIMULINK工具对干燥窑常规PID控制和fuzzy-PID自整定控制进行仿真，fuzzy-PID自整定控制器的阶跃响应曲线具有上升快，稳态性能好，过渡过程时间短，超调量小等特点，能够提高木材干燥过程的控制水平。

1 试验方法

试验的材料为花旗松锯材，试验中微波加热采用了间歇辐射方式，微波辐射一段时间，再停止辐射一段时间，如此反复直至整个干燥过程结束。在干燥初期开启7 min，关闭3 min;干燥后期开启8 min，关闭2 min。为了保证干燥质量，试材的中心最高温度不能超过85℃。如图1所示，木材的中心温度能够维持在设定的55～65℃之间。

图1 干燥过程的温度曲线Fig.1 Temperature curve of wood drying process

图2 干燥过程的含水率曲线Fig.2 LMC curve of wood drying process

图2给出对应试材干燥过程的含水率(Lumber moisture content，LMC)变化曲线，试材的含水率下降速度基本相同，且呈等速下降趋势。由于在不同温度、压力、相对湿度条件下试材的含水率与时间的关系又有不同，需要进行大量的试验，并建立数据库，得到更合理的干燥工艺过程。

2 ARMA模型原理

ARMA模型是研究时间序列的重要方法，由自回归模型与滑动平均模型为基础“混合”构成。……