РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОГО МНОГОЗОНАЛЬНОГО АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ FUZZY-PID ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАВНОМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ В ПРОЦЕССЕ УВЛАЖНЕНИЯ ЗЕРНА
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.21289892Keywords:
многозональное управление, адаптивный Fuzzy-PID, фильтр Калмана, паровое увлажнение, пространственная равномерность, объяснимый ИИ (XAI), обработка зернаAbstract
В данной статье предлагается адаптивный многозональный алгоритм управления Fuzzy-PID,
разработанный для обеспечения стабильного и равномерного распределения влажности в процессе паровой
сорбционной обработки зернового сырья. Отличительная особенность системы — разделение технологического
процесса вдоль шнекового конвейера на четыре независимые зоны управления, в каждой из которых реализован
локальный регулятор Fuzzy-PID с учётом межзональных взаимодействий. На основе фильтра Калмана в каждой
зоне осуществляется краткосрочное прогнозирование вариаций влажности, что компенсирует инерционные
задержки и повышает быстродействие регулятора. Адаптивная подача пара оптимизируется с учётом давления и
расхода зерна. Дополнительно в систему интегрирован модуль объяснимого ИИ (XAI), интерпретирующий каждое
решение регулятора для оператора. Предлагаемый подход обоснован теоретически и верифицирован в среде
MATLAB/Simulink. Результаты показывают снижение средней ошибки влажности до ±0.38 % и экономию расхода
пара на 13.3 % по сравнению с классическим PID-управлением
References
Mirzayev, S.S.; Xo’jayev, B.T. Mexatronik tizimlar va ularni boshqarish nazariyasi. — Toshkent: TDTU nashriyoti, 2023.
— 215 b.
Borase, R.P.; Maghade, D.K.; Sondkar, S.Y.; Pawar, S.N. A Review of PID Control, Tuning Methods and Applications.
International Journal of Dynamics and Control, 2021, 9(2), 818–827. https://doi.org/10.1007/s40435-020-00665-4
Visioli, A. Practical PID Control. — London: Springer, 2019. — 310 p.
Su, Z.Y.; Fang, Z.D.; Li, C.Y. Design of the Control System for Cyclic Grain Dryer Based on PLC. Research on
Agricultural Mechanization, 2020, 42(6), 64–69.
Jiang, T.; Leng, M.; Chen, X. Control-oriented Mechatronic Design and Data Analytics for Quality-assured Laser
Powder Bed Fusion Additive Manufacturing. Proc. IEEE/ASME Int. Conf. AIM, 2021, pp. 1–6. https://doi.org/10.1109/
AIM46487.2021.9517498
Liu, X.; Zhang, Y.; Chen, H. Multi-zone Temperature Uniformity Control of Industrial Heating Furnace Based on Fuzzy
PID. IEEE Access, 2022, 10, 38714–38724. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3164712
Yang, T.; Zheng, X.; Xiao, H.; Shan, C.; Zhang, J. Online Monitoring System of Material Moisture Content Based on the
Kalman Filter Fusion Algorithm in Air-Impingement Dryer. Frontiers in Sustainable Food Systems, 2024, 7, 1325367.
https://doi.org/10.3389/fsufs.2023.1325367
Rezende, F.; Diniz, C.A.; Vargas, J.V.C. et al. Delay Compensation in a Feeder–Conveyor System Using the Smith
Predictor. Sensors, 2024, 24(12), 3870. https://doi.org/10.3390/s24123870
Adadi, A.; Berrada, M. Peeking Inside the Black-Box: A Survey on Explainable Artificial Intelligence (XAI). IEEE Access,
, 6, 52138–52160. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2870052
Harvie, L. Embedded Explainable AI (XAI): Why Your Motor Controller Needs to Justify Its Decisions. Medium —
Towards Data Science, October 2025.
Montgomery, D.C. Design and Analysis of Experiments. 9th ed. — Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2017. — 752 p.
Borase, R.P. et al. A Review of PID Control, Tuning Methods and Applications. International Journal of Dynamics and
Control, 2021, 9(2), 818–827.
O’zbekiston Respublikasi Mehnat va aholini ijtimoiy muhofaza qilish vazirligi. Qishloq xo’jaligi korxonalarida texnikiqtisodiy
samaradorlikni hisoblash metodikasi. — Toshkent, 2021.
Cass, N. Moisture Control in Animal Feed Production. Hydronix Application Blog, 13 March 2025. URL: https://www.
hydronix.com/applications/animal-feed.html
Qin, S.J.; Badgwell, T.A. A Survey of Industrial Model Predictive Control Technology. Control Engineering Practice,
, 11(7), 733–764. https://doi.org/10.1016/S0967-0661(02)00186-7
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 MUHANDISLIK VA IQTISODIYOT
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.