作为新兴的工业，近20多年以来，我国的饲料行业得到了迅速发展。目前，我国饲料颗粒机设备的成套能力已具备一定的规模和水平，然而我国饲料颗粒机的自动化控制技术普遍较低，因此迫切需要在建立其仿真模型的基础上提出新的控制方案。颗粒机有多种形式，须注明本课题的研究对象是环模颗粒机。
饲料颗粒机生产过程是1个多输入，多输出且具有大滞后的复杂对象。其输入变量有喂料速度、蒸汽加入量、饲料特性等，输出变量有物料温度、饲料含水量、饲料熟化度、主机电流等。其复杂性体现在各输入、输出变量之间的非线性关系、相关性以及滞后性。
本文利用LabVIEW对饲料颗粒机的特征模型进行了仿真，它直观、方便并且还具有仿真精度高、效率高的特点。通过图形界面就可以完成仪器操作、控制硬件、分析数据、显示结果。仿真结果与颗粒机的实际运行情况相符。该模型可用于饲料颗粒机控制系统的研究。
2、颗粒机的特征模型
2.1 颗粒机生产过程的描述
原料由喂料机送入颗粒机后，首先要进入调质单元。调质是对饲料制粒前的原料进行蒸汽热处理的加工工序，其目的是对饲料进行熟化处理，并且能够提高饲料的耐水性，改善饲料的制粒性，因此这一过程对颗粒饲料的质量影响很大。经过调质器单元调质后的饲料送去制粒。在制粒单元中饲料进入1个制粒腔，制粒腔中有环模和刀具，在主电机的驱动下，将饲料挤压穿过环模，再由刀具切割成颗粒状。图1形象地展示了颗粒机的整个生产过程。
2.2 颗粒机生产过程的重要变量
物料流量是影响制粒过程最重要的因素之一，它直接关系到颗粒机的产能和负荷。为了使颗粒机在最佳负荷状态下稳定、连续地工作，同时又能够根据制粒过程中的实际情况及时地调整、防止欠料、堵机现象的发生，就必须对进入颗粒机的物料流量进行控制。调整物料流量的主要方法是利用变频器调节喂料机的转速，物料流量与其转速成正比例关系。
蒸汽添加是制粒过程中另外一个至关重要的环节。饲料中含有的淀粉经过调质糊化后，不但有助于牲畜的消化，对制粒效果也有明显的改善作用。对于饲料制粒过程来说，最适宜的水分含量在15%~16%。所以要使产量提高、制粒过程稳定，需要裉据流量的大小，保证原料的水分和温度维持在一定的水平。而这个调质过程，都是通过蒸汽的作用实现的。因此，蒸汽阀开度与喂料机转速是制粒过程的2个重要操纵变量。
由于对饲料淀粉糊化度进行实时检测比较困难，实际生产中，常以调质后的物料温度来间接地度量调质的效果。调质后的温度可以被反馈到蒸汽控制单元，用以决定如何调整蒸汽的添加量；也可以将该调质温度与主机电流综合考虑，作为物料流量调整的依据。调质温度，是颗粒机生产过程中1个重要的过程变量。
颗粒机的主电机承载着绝大部分负荷。通常以主电机的运转电流作为制粒过程的1个关键变量。电流过小表明产量偏低，可以提升物料流量；电流过大可能会引起主电机的堵机，导致颗粒机停产。主机电流不仅与喂料流量、蒸汽添加量相关联，更是评定设备工况和负荷质量的主要手段。因此，主机电流是系统另一个重要的过程变量。
综上所述，本系统特征模型可以简单地概括为1个双输入（喂料流量、蒸汽阀开度）和双输出（调质温度、主机电流）且彼此之间存在耦合的复杂过程。
2.3 系统特征模型的描述
由文献可知，所谓特征模型描述，是指对被控对象建立1个比原动力学数学模型更为简单的特征模型方程及有关的特征参量表达式。特征模型描述的基本原则是：①在同样输入控制作用下，对象特征模型和实际对象在输出上是等价的；②特征模型的形式和阶次除考虑对象特征外，主要取决于控制性能要求；③特征模型的形式比原对象动力学方程简单，工程实现方便。因此本文用特征模型对复杂的颗粒机生产过程进行描述。
本系统是个双输入双输出线性时变系统，由文献[4]可知：
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5 结 论
由上述的仿真结果可以看出，系统在没有任何控制手段的情况下可以最终趋于稳定。综合图5，分别改变蒸汽阀开度和喂料机频率，温度和主机电流的变化过程与实际情况相符，由此可以好的证明该模型的正确性。满足了控制器仿真试验的要求。该系统模型已运用到饲料颗粒机智能控制器开发项目之中。为验证控制算法的控制效果提供了可靠、使用的依据。
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