基于PLC的模糊PID微生物發(fā)酵過程控制系統(tǒng)設計.pdf

1、微生物發(fā)酵作為當代生物技術產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，已被普遍用于食品、制藥等各個領域，并顯示出良好的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。但由于生物發(fā)酵過程是一種復雜的生化反應過程，控制變量眾多且相互關聯(lián)度較大。本文根據(jù)生物發(fā)酵的流程特點和當今國內市場的切實需要，在總結國內外相關研究的基礎上，針對非線性、時變、大滯后的發(fā)酵過程，將模糊PID控制技術融入到了生物發(fā)酵控制系統(tǒng)中。主要對發(fā)酵過程中的溫度、PH值、溶氧濃度、及壓力控制算法進行研究。
　　本

2、文首先完成微生物發(fā)酵過程中的參數(shù)檢測工作，文中的參數(shù)檢測集中于溫度、壓力、pH值還有溶氧濃度4個方面。通過參數(shù)的檢測結果了解微生物發(fā)酵過程中環(huán)境變化和細胞代謝的生理變化情況，更好的做好微生物發(fā)酵的優(yōu)化控制。接著對完成微生物發(fā)酵控制系統(tǒng)方案的設計。微生物發(fā)酵過程的控制主要包括溫度、pH、溶氧濃度、基質和細胞濃度等的控制。采用模糊PID控制策略，為了使調節(jié)控制器能夠進行準確控制，控制器的參數(shù)應設定為可調。最后，完成了發(fā)酵控制系統(tǒng)硬件及軟件設

3、計與仿真。根據(jù)設計的自整定模糊PID控制策略來設計它的控制器，實驗選用的仿真模糊平臺是依托MATLAB軟件建立起來的，并在Simulink模塊中分別建立PID仿真模塊和模糊PID仿真模塊，分別對PID控制器和模糊PID控制器進行仿真。
　　仿真結果顯示：相對于PID控制算法，本文采用的基于自整定模糊PID的控制算法，具有響應速度快，控制精度高，系統(tǒng)超調范圍小，魯棒性強，能夠在更短的時間內使系統(tǒng)達到平衡狀態(tài)，證明了該控制方法的可行性