基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的花茶烘焙溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳 星

(南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210023)

隨著人們生活水平的不斷提高，花茶逐漸成為生活中常見的飲品之一，高品質(zhì)的花茶更是市場(chǎng)嬌兒。影響花茶的品質(zhì)除了花苞自身的優(yōu)良之外，還有制茶工藝[1]。制茶工藝通常為合理烘干去濕過程，其間重要的影響參數(shù)為溫、濕度，溫、濕度的高低和作用時(shí)間直接影響花茶制作后的元素保有量和花苞造型，利用控制技術(shù)完成最佳炒茶環(huán)境的調(diào)控設(shè)計(jì)一款智能炒茶溫控系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義。溫控系統(tǒng)具有時(shí)滯性、大耦合、非線性的特點(diǎn)，無法建立精確數(shù)學(xué)模型[2]。傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，但無法實(shí)現(xiàn)精確控制。模糊控制依靠構(gòu)建輸入輸出變量模糊子集和隸屬函數(shù)關(guān)系，依據(jù)模糊規(guī)則和推理，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制[3]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)性、自適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，可彌補(bǔ)模糊控制中依靠專家系統(tǒng)制定的模糊規(guī)則局限性的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制參數(shù)的實(shí)時(shí)精確控制[4]。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)炒茶機(jī)中溫控系統(tǒng)的精確調(diào)控，從而炒制出品質(zhì)優(yōu)異的花茶。研究擬提出基于模糊控制+神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)+PID控制的組合控制系統(tǒng)，經(jīng)過Matlab軟件進(jìn)行模擬仿真和實(shí)際應(yīng)用測(cè)試，并對(duì)組合系統(tǒng)和單純PID控制系統(tǒng)的控制結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證組合控制系統(tǒng)的調(diào)控效果。

1 花茶制作工藝分析

制茶的目的是快速將新鮮花朵進(jìn)行去濕干燥，生成最多有益元素。傳統(tǒng)花茶制作工藝為熱風(fēng)干燥、陰涼干燥和硫磺熏蒸，效率低下、品質(zhì)差、副作用大，已逐漸被淘汰。……