蔬菜廢棄物發酵溫度的模糊控制方法
【技術領域】
[0001]本控制方法主要適用于蔬菜廢棄物發酵的溫度監控。
【背景技術】
[0002]蔬菜廢棄物發酵的過程一般具有非線性、大慣性、純滯后等特點，是一個十分復雜的生物化學反應的過程。因為反應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酵生產過程的固定數學模型是比較難以實現的。本控制方法采用了模糊控制算法很好的解決了這類問題。

【發明內容】

[0003]本控制方法借助專家的經驗和制定的模糊關系來解決蔬菜廢棄物發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、可靠性高等優點，而且還能夠發揮熟練專家操作的較好的自動化效果。
[0004]本控制方法根據蔬菜廢棄物反應器中溫度的變化實時的作出判斷，調節冷媒閥門的開度大小，使發酵反應器中的酵母發酵溫度保持在合理的一定范圍內，滿足發酵中控制工作的要求。
[0005]當所測溫度低于設定值，并且溫度變化不是很快時，不需要冷媒的輸入，此時閥門處于關閉狀態；相反，為避免溫度升高速率過快而引起種種不穩定的現象，需要允許少量冷媒的輸入，此時調小閥門。
[0006]當所測溫度高于設定值時，閥門處于開度狀態。閥門的開度取決于溫度變化的速率和溫度變化的正負。不同情況閥門的開度不同。
[0007]將蔬菜廢棄物發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。不同的階段設置不同的限定參數范圍。
[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器中的發酵溫度，提高蔬菜廢棄物發酵的效率和成功率。
【附圖說明】
[0009]附圖為蔬菜廢棄物發酵反應器的模糊控制結構示意圖。
[0010]圖中:td——設定溫度值，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——調節溫度。
[0011]實施方式
參照說明書附圖對本發明的控制方法在蔬菜廢棄物反應器中的發酵過程做以下說明。具體操作是:當發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和偏差的二階導數Δ 2Ε。然后經過采樣和A/D轉換，送入模糊控制器，經過模糊化、控制規則表和反模糊化使得模糊控制器根據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D/A轉換與信號功率放大來控制冷媒的電磁調節閥開度，從而使溫度值發生改變。同時，調節后的溫度T再經過加權處理反饋給輸入端。最終實際溫度值將控制在所設定的工藝溫度允許的范圍內。
【主權項】
1.本發明的關鍵點在于利用模糊控制算法實現對蔬菜廢棄物反應器中的溫度進行監控，根據蔬菜廢棄物反應器中溫度的變化實時的作出判斷，調節冷媒閥門的開度大小，使發酵反應器中的酵母發酵溫度保持在合理的一定范圍內，滿足發酵中控制工作的要求。2.根據權利要求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酵反應器中所測溫度低于設定值，并且溫度變化不是很快時，調節閥門處于關閉狀態。3.根據權利要求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酵反應器中溫度升高速率過快而引起種種不穩定的現象時，調小閥門。4.根據權利要求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酵反應器中所測溫度高于設定值時，閥門處于開度狀態。5.根據權利要求1所述的控溫新方法，其特征在于利用模糊控制方法，根據溫度變化的速率和溫度變化的正負，對蔬菜廢棄物反應器的冷媒閥門開度進行不同的調節。6.根據權利要求1所述的控溫新方法，其特征在于將蔬菜廢棄物發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置不同的限定參數范圍。
【專利摘要】本發明蔬菜廢棄物發酵溫度的模糊控制方法，借助專家的經驗和制定的模糊關系來解決蔬菜廢棄物發酵過程中溫度控制的難題。根據蔬菜廢棄物反應器中溫度的變化實時的作出判斷，調節冷媒閥門的開度大小，使發酵反應器中的酵母發酵溫度保持在合理的一定范圍內，滿足發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、可靠性高等優點，而且還能夠發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
【申請號】CN201410225793
【發明人】王佐勛, 劉鵬, 閆志強
【申請人】齊魯工業大學
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年5月27日