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《甘肃农业大学》 2008年
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大麦麦芽干燥环境模糊控制系统研究

张丽丽  
【摘要】: 干燥是啤酒大麦麦芽处理的一个重要环节,为便于麦芽储存和运输,必须降低其含水率。传统大麦麦芽干燥过程都是人工操作,而且干燥室结构简单,干燥过程是非线性、时变性和多变量的耦合过程,难于建立精确数学模型。大量资料显示,自适应、自校正控制理论可以对缺乏数学模型的被控对象进行识别,但这种递推法复杂,实时性差,对大麦麦芽水分的控制难以取得较好的控制效果,而且耗能大。相比较而言,将模糊控制应用于大麦麦芽干燥控制系统,成为最佳选择。 本文将模糊控制理论最新应用于大麦麦芽干燥控制系统。对本系统被控量温度设计了模糊控制器。将计算机控制过程得到的精确量转化为模糊输入信息,按照总结人的控制经验及策略取得的语言控制规则进行模糊推理和模糊决策,求得输出控制量的模糊集,经模糊判决得出输出控制精确量,作用于被控对象,即可在控制过程中取得良好的控制效果。 硬件部分设计是结合大麦麦芽干燥室实际情况,采用AT89C51为核心的单片机控制系统。检测部分由温度采集及调理电路和湿度采集及调理电路组成,均输出模拟量的电压信号。再经大规模集成电路芯片ADC0809输出8位数字量信号传给单片机。单片机通过P1.1,P1.2口控制电磁继电器,从而控制抽风机的开闭;通过P1.3~P1.6口控制变频器从而改变鼓风机的转速。本系统中其它外围电路包括键盘与显示、报警及人工复位电路。 软件部分设计主要是采用汇编语言进行编程。本系统包括1个主程序,6个子程序,其中子程序有数据采集存储子程序、平均滤波子程序、模糊控制子程序、温湿度显示子程序、键盘扫描子程序、及报警子程序等。 本系统控制的参数主要是温度和湿度,控制过程中温度采用模糊控制,模糊控制器的MATLAB仿真部分充分利用MATLAB模糊逻辑工具箱功能,结合图形化系统建模和仿真工具,通过计算机仿真模拟出系统实际输出情况。 最终,本设计建立了先进、稳定、高效的整体系统。温度控制范围达0~100℃,控制精度达到±0.2℃。湿度控制范围达1%~99%RH。实现干燥过程的智能化控制,并大大缩短干燥时间,节能效果非常显著。
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S512.3

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