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摘要
基于Android平台与ATMEGA328P嵌入式系统开发,结合温控模型及传热分析等多种技术优化研制连续型自动串烤工艺系统及设备。结合中红外与电热管复合加热及同步链输送系统,设计出能适应不同直径的自旋转插拔式串签夹持机构实现物料连续化烤制,建立烤制过程基于热量平衡原理的温度控制模型,结合自适应粒子群算法(PSO)优化神经网络PID算法实现设定参数恒温控制,利用红外热成像技术对不同功率红外烤制肉制品的传热特性、辐射穿透深度、中心截面温度分布进行分析,开发完成了Atmega328P单片机逻辑运算控制系统及Android端触屏控制界面,并对该样机工艺系统肉制品连续烤制效果进行分析。系统试验结果表明:同步链输送系统与自旋机构结合实现连续化烤制过程,自旋转插拔式串签夹持器可适应直径2～6 mm范围串签,机构夹持力应不低于0.265 N,设备运行速度1 m/min时串签旋转速度5.3 r/min,恒温控制采用PSO优化神经网络PID模型得P=0.218 1,I=0.63,D=-0.151 9,烤制温度设定为160℃时上下偏差分别为2.4与2.7℃,最大波动范围5.1℃;不同功率红外管烤制物料表面温度达到100℃左右时,2 000 W中波红外管烤制效果较好,物料辐射传热穿透层深约2 mm,内部则以热传导为主,内外温差约25℃;ATMEGA328P嵌入式控制系统动作准确,Android触屏控制界面操作响应灵敏;物料烤制时间最短为6 min,生产能力为1 200串/h,为工业连续化串烤生产提供技术参考。
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