农业机械学报

作者：俞国燕，张嘉伟，张园，韦丽娇，赵振华，沈德战

单位：广东海洋大学,广东海洋大学;中国热带农业科学院,中国热带农业科学院;广东省农业类颗粒体精量排控工程技术研究中心,中国热带农业科学院;湛江市类颗粒体动力学及精准精量排控重点实验室,中国热带农业科学院;农业农村部热带作物农业装备重点实验室,中国热带农业科学院;农业农村部热带作物农业装备重点实验室,

关键词：白胡椒初加工生产线;熟化温度;粒子群优化算法;麻雀搜索算法;PID控制

基金：海南省重点研发计划项目（ZDYF2022XDNY136）、湛江市科技计划项目（2022A01032）、湛江市科技平台项目（2022A105）和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（1630132023005）

为解决白胡椒初加工生产线熟化环节长时间无法维持恒温控制、过度依赖人工辅助控温等问题，设计了基于PID的白胡椒初加工生产线熟化温度控制系统。利用STM32和触摸屏控制蒸汽发生器和电调节阀，PT100温度传感器实时监测温度并反馈至系统，通过控制算法调节蒸汽流量以确保稳定控制。采用开环阶跃响应法建立并拟合了熟化机内温度与时间的数学模型，通过Simulink仿真试验对比了Ziegler-Nichols整定法、临界比例度法、衰减曲线法以及基于麻雀搜索算法的粒子群优化自整定法(SSAPSO)性能。最终确定PID最佳控制参数为比例系数Kp=0.8759，积分系数Ki=0.02，微分系数Kd=4.3255。系统试验结果表明，在8min的熟化过程中，每隔1min采集当前熟化温度，由于熟化机与空气直接对流换热，其温度稳定在(99±1.5)℃范围内，熟化温度平均相对误差小于1.2%、变异系数小于1.3%，基本实现了熟化过程中自动化精准高效控温的目的。

来源：2025年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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