茶叶杀青机双模糊控制系统设计与试验.pdf

２０１６年 ７月 农 业 机 械 学 报 第 ４７卷 第 ７期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１６．０７．０３６ 茶叶杀青机双模糊控制系统设计与试验 曹成茂　吴正敏　梁闪闪　葛良志 （安徽农业大学工学院，合肥 ２３００３６） 摘要：为实现茶叶加工机械智能化控制，在分析茶叶加工工艺的基础上，提出基于模糊控制的茶叶杀青机控制方 案。通过检测杀青滚筒内的鲜叶投叶量和鲜叶等级，应用模糊控制规则决策，实时调整杀青时间和杀青温度的设 定值，并在杀青温度中嵌入模糊 ＰＩＤ控制，实现杀青温度的精确控制。利用 ＮＩＵＳＢ ６２１５数据采集卡、西门子ＰＬＣ 等构建数据采集与控制硬件系统，并用 ＬａｂＶＩＥＷ虚拟仪器测试双模糊控制系统的输出效果。试验分析了该控制 系统输出量对茶叶杀青效果的影响，试验结果表明：该控制系统输出的茶叶加工工艺参数杀青效果理想，杀青温度 偏差低于 １℃，杀青时间偏差小于５ｓ。该控制策略减少了制茶过程中人为因素的干扰，提高了茶叶加工机械的智 能化水平。 关键词：茶叶杀青机；杀青温度；模糊控制；模糊 ＰＩＤ控制 中图分类号：Ｓ２２６９；ＴＰ２９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１６）０７０２５９０７ ＤｅｓｉｇｎａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆＤｏｕｂｌｅＦｕｚｚｙＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒ ＴｅａＣｙｌｉｎｄｅｒＷａｔｅｒｒｅｍｏｖｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ ＣａｏＣｈｅｎｇｍａｏ　ＷｕＺｈｅｎｇｍｉｎ　ＬｉａｎｇＳｈａｎｓｈａｎ　ＧｅＬｉａｎｇｚｈｉ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｆｅｉ２３００３６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｎａｌｙｓｉｓｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｅａ，ｔｈｅｆｕｚｚｙａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏ ｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｅａｃｙｌｉｎｄｅｒｗａｔｅｒｒｅｍｏｖｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ．Ｂｙｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｗｅｉｇｈｔ ａｎｄｇｒａｄｅｏｆｆｒｅｓｈｔｅａｌｅａｖｅｓｉｎｔｈｅｔｅａｃｙｌｉｎｄｅｒｗａｔｅｒｒｅｍｏｖｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｒｕｌｅｏｆ ｄｅｃｉｓｉｏｎｍａｋｉｎｇｗａｓｕｓｅｄｔｏａｄｊｕｓｔｔｉｍｅａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｅａｗａｔｅｒｒｅｍｏｖｉｎｇｒｅａｌｔｉｍｅｌｙ；ａｔｔｈｅｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｆｕｚｚｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ（ＰＩＤ）ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗａｓｕｓｅｄｔｏａｄｊｕｓｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｅａ ｗａｔｅｒｒｅｍｏｖｉｎｇｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌ．Ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｄｏｕｂｌｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅ ｗｅｒｅｍａｄｅｕｐｗｉｔｈＮＩＵＳＢ ６２１５ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｃａｒｄａｎｄＳｉｅｍｅｎｓｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ （ＰＬＣ），ｅｔｃ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｏｕｔｐｕｔｅｆｆｅｃｔｏｆｄｏｕｂｌｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌｗａｓｔｅｓｔｅｄｂｙｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｗｏｒｋｂｅｎｃｈ（ＬａｂＶＩＥＷ）．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｏｕｂｌｅｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗａｓｐｒｏｖｅｄｂｙｔｈｅｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｅｖｉｄｅｎｃｅａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｅａｗａｔｅｒｒｅｍｏｖｉｎｇｗａｓｔｅｓｔｅｄ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｕｔｐｕｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｉｄｅ