蔬菜廢棄物發(fā)酵溫度的模糊控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本控制方法主要適用于蔬菜廢棄物發(fā)酵的溫度監(jiān)控。
【背景技術(shù)】
[0002]蔬菜廢棄物發(fā)酵的過程一般具有非線性、大慣性、純滯后等特點，是一個十分復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)的過程。因為反應(yīng)器中的溫度是這個過程中的一個非線性對象，其受干擾的因素有很多，所以，要想建立一個能描述實際的發(fā)酵生產(chǎn)過程的固定數(shù)學(xué)模型是比較難以實現(xiàn)的。本控制方法采用了模糊控制算法很好的解決了這類問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本控制方法借助專家的經(jīng)驗和制定的模糊關(guān)系來解決蔬菜廢棄物發(fā)酵過程中溫度控制的難題。本控制方式不但具有控制過程易于熟練、輸出量連續(xù)、可靠性高等優(yōu)點，而且還能夠發(fā)揮熟練專家操作的較好的自動化效果。
[0004]本控制方法根據(jù)蔬菜廢棄物反應(yīng)器中溫度的變化實時的作出判斷，調(diào)節(jié)冷媒閥門的開度大小，使發(fā)酵反應(yīng)器中的酵母發(fā)酵溫度保持在合理的一定范圍內(nèi)，滿足發(fā)酵中控制工作的要求。
[0005]當(dāng)所測溫度低于設(shè)定值，并且溫度變化不是很快時，不需要冷媒的輸入，此時閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；相反，為避免溫度升高速率過快而引起種種不穩(wěn)定的現(xiàn)象，需要允許少量冷媒的輸入，此時調(diào)小閥門。
[0006]當(dāng)所測溫度高于設(shè)定值時，閥門處于開度狀態(tài)。閥門的開度取決于溫度變化的速率和溫度變化的正負(fù)。不同情況閥門的開度不同。
[0007]將蔬菜廢棄物發(fā)酵過程分為主酵階段、后酵階段、貯存階段三個階段，實施的分段控制。不同的階段設(shè)置不同的限定參數(shù)范圍。
[0008]通過實施本控制方法，可以更加合理的控制蔬菜廢棄物反應(yīng)器中的發(fā)酵溫度，提高蔬菜廢棄物發(fā)酵的效率和成功率。
【附圖說明】
[0009]附圖為蔬菜廢棄物發(fā)酵反應(yīng)器的模糊控制結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:td——設(shè)定溫度值，t——實測的溫度值，E——溫度偏差，ΛΕ——偏差變化率，Δ 2E——偏差變化率的變化率，U——模糊推理輸出，T——調(diào)節(jié)溫度。
[0011]實施方式
參照說明書附圖對本發(fā)明的控制方法在蔬菜廢棄物反應(yīng)器中的發(fā)酵過程做以下說明。具體操作是:當(dāng)發(fā)酵罐中溫度不斷變化時，引起溫度傳感器信號也不斷改變。由此測量值t和工藝溫度設(shè)定值td相比較，可以得出其溫度偏差E、偏差變化率Λ Ε和偏差的二階導(dǎo)數(shù)Δ 2Ε。然后經(jīng)過采樣和A/D轉(zhuǎn)換，送入模糊控制器，經(jīng)過模糊化、控制規(guī)則表和反模糊化使得模糊控制器根據(jù)溫度偏差和偏差變化率等變量做出判斷，得出輸出控制量U,再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換與信號功率放大來控制冷媒的電磁調(diào)節(jié)閥開度，從而使溫度值發(fā)生改變。同時，調(diào)節(jié)后的溫度T再經(jīng)過加權(quán)處理反饋給輸入端。最終實際溫度值將控制在所設(shè)定的工藝溫度允許的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明的關(guān)鍵點在于利用模糊控制算法實現(xiàn)對蔬菜廢棄物反應(yīng)器中的溫度進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)蔬菜廢棄物反應(yīng)器中溫度的變化實時的作出判斷，調(diào)節(jié)冷媒閥門的開度大小，使發(fā)酵反應(yīng)器中的酵母發(fā)酵溫度保持在合理的一定范圍內(nèi)，滿足發(fā)酵中控制工作的要求。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控溫新方法，其特征在于利用模糊控制方法對蔬菜廢棄物發(fā)酵反應(yīng)器中所測溫度低于設(shè)定值，并且溫度變化不是很快時，調(diào)節(jié)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控溫新方法，其特征在于利用模糊控制方法對蔬菜廢棄物發(fā)酵反應(yīng)器中溫度升高速率過快而引起種種不穩(wěn)定的現(xiàn)象時，調(diào)小閥門。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控溫新方法，其特征在于利用模糊控制方法對蔬菜廢棄物發(fā)酵反應(yīng)器中所測溫度高于設(shè)定值時，閥門處于開度狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控溫新方法，其特征在于利用模糊控制方法，根據(jù)溫度變化的速率和溫度變化的正負(fù)，對蔬菜廢棄物反應(yīng)器的冷媒閥門開度進(jìn)行不同的調(diào)節(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控溫新方法，其特征在于將蔬菜廢棄物發(fā)酵過程分為主酵階段、后酵階段、貯存階段三個階段，實施的分段控制，在模糊控制中不同的階段設(shè)置不同的限定參數(shù)范圍。
【專利摘要】本發(fā)明蔬菜廢棄物發(fā)酵溫度的模糊控制方法，借助專家的經(jīng)驗和制定的模糊關(guān)系來解決蔬菜廢棄物發(fā)酵過程中溫度控制的難題。根據(jù)蔬菜廢棄物反應(yīng)器中溫度的變化實時的作出判斷，調(diào)節(jié)冷媒閥門的開度大小，使發(fā)酵反應(yīng)器中的酵母發(fā)酵溫度保持在合理的一定范圍內(nèi)，滿足發(fā)酵中控制工作的要求。本控制方式不但具有控制過程易于熟練、輸出量連續(xù)、可靠性高等優(yōu)點，而且還能夠發(fā)揮熟練專家操作的較好的自動化效果。
【IPC分類】G05D23/20
【公開號】CN105320174
【申請?zhí)枴緾N201410225793
【發(fā)明人】王佐勛, 劉鵬, 閆志強
【申請人】齊魯工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年5月27日