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基于ARM-Linux的生物发酵智能控制系统

齐东明  
【摘要】: 生物发酵作为现代生物技术工业的重要组成部分,已被广泛用于食品、制药等各个领域,并显示出良好的发展前景和巨大的市场潜力。但由于生物发酵过程是一种复杂的生化反应过程,控制变量众多且相互关联度较大,采用传统控制方法难以实现有效控制。 因此,本文根据生物发酵的流程特点和当今国内市场的切实需要,在总结国内外相关研究的基础上,针对非线性、时变、大滞后的发酵过程,将智能控制技术融入到了生物发酵控制系统中,主要对发酵过程中的温度、PH值的控制算法进行研究,分别设计了仿人智能模糊PID控制和仿人智能模糊控制,模拟仿真和实验分析表明,控制效果优于传统算法。 基于32位ARM架构的嵌入式微处理器以其高性能、低功耗、低成本的优势,得到了很好的推广,同时国内微电子与嵌入式技术得到了迅速发展。鉴于此背景,本系统现场控制的下位机的硬件平台采用基于S3C2410的处理器,软件设计中采用了嵌入式Linux系统。同时采用了集散控制技术,实现一台上位机可以同时与多台下位机的数据通讯和远程监控,且下位机可以脱离上位计算机单独对各种参数进行控制。 本文的工作重点主要包括:主要参数测量与控制、发酵过程系统的总体设计、嵌入式系统的设计。本发酵控制系统对发酵过程进行实时监测、优化操作,不仅能避免人工操作的不确定因素,提高自动化水平,而且能够对发酵过程中主要参数进行有效控制,具有重要的现实意义。


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