茶葉理?xiàng)l機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、自21世紀(jì)以來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平持續(xù)提高。此背景下，人們對(duì)茶葉飲料的需求也隨之加大、對(duì)其品質(zhì)要求也隨之加高。作為世界上最主要的茶葉生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)，其最主要的茶葉消費(fèi)是綠茶。而茶葉理?xiàng)l作為綠茶初制過程中的一道關(guān)鍵工序，對(duì)綠茶的品質(zhì)形成起著至關(guān)重要的作用。
　　針對(duì)茶葉理?xiàng)l工藝存在溫度控制精度不高、波動(dòng)大，且過于依賴人工經(jīng)驗(yàn)，無法根據(jù)不同的情況使用最佳工藝參數(shù)理?xiàng)l茶葉，導(dǎo)致茶葉出現(xiàn)色澤變黃、變暗或產(chǎn)生焦味等問題，本文基

2、于模糊算法、模糊PID算法，結(jié)合MATLAB/SIMULINK仿真技術(shù)設(shè)計(jì)了茶葉理?xiàng)l工藝參數(shù)模糊決策控制器與溫度模糊PID控制器，進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。并設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)軟件與硬件，在茶葉理?xiàng)l機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。本人所做主要工作和成果如下:
　　(1)分析了茶葉理?xiàng)l工藝及本文所采用的茶葉理?xiàng)l機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工作原理;根據(jù)物料干燥理論確定了茶葉理?xiàng)l過程主要處于恒速干燥階段;分析了一階慣性滯后控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與基本控制方法，建立了

3、理?xiàng)l機(jī)溫度控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)。
　　(2)對(duì)PID控制算法、模糊算法、模糊PID控制算法進(jìn)行了理論研究，再此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了茶葉理?xiàng)l工藝參數(shù)模糊決策控制器和基于改進(jìn)型PID算法的溫度控制模糊PID控制器，并利用MATLAB/SIMULINK計(jì)算機(jī)軟件對(duì)其進(jìn)行了控制系統(tǒng)仿真，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)硬件與軟件。
　　(3)提出了基于嵌入式技術(shù)與模糊控制技術(shù)的茶葉理?xiàng)l機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案:采用茶葉濕度等級(jí)、品種、投葉量作為輸入，通過模糊算法決策得

4、到當(dāng)前茶葉的最佳理?xiàng)l工藝參數(shù);通過模糊PID溫度控制算法進(jìn)一步提高理?xiàng)l機(jī)鍋槽溫度的控制精度，同時(shí)減少溫度波動(dòng);根據(jù)溫度偏差適量改變鍋槽振動(dòng)頻率。提高了理?xiàng)l機(jī)智能化、自動(dòng)化程度，優(yōu)化了理?xiàng)l工藝結(jié)果。
　　(4)設(shè)計(jì)了基于ARM Cortex-M3內(nèi)核微處理器與雙模糊算法的茶葉理?xiàng)l機(jī)控制系統(tǒng)。結(jié)合實(shí)際工藝流程，在茶葉理?xiàng)l機(jī)上完成了溫度與理?xiàng)l實(shí)驗(yàn)，對(duì)溫度控制效果與理?xiàng)l效果進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明，基于雙模糊算法與嵌入式技術(shù)的茶葉理?xiàng)l機(jī)控制系統(tǒng)