茶葉理條機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、自21世紀(jì)以來，我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展，人民生活水平持續(xù)提高。此背景下，人們對茶葉飲料的需求也隨之加大、對其品質(zhì)要求也隨之加高。作為世界上最主要的茶葉生產(chǎn)與消費國，其最主要的茶葉消費是綠茶。而茶葉理條作為綠茶初制過程中的一道關(guān)鍵工序，對綠茶的品質(zhì)形成起著至關(guān)重要的作用。
　　針對茶葉理條工藝存在溫度控制精度不高、波動大，且過于依賴人工經(jīng)驗，無法根據(jù)不同的情況使用最佳工藝參數(shù)理條茶葉，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)計了茶葉理條工藝參數(shù)模糊決策控制器與溫度模糊PID控制器，進行了計算機仿真。并設(shè)計了控制系統(tǒng)軟件與硬件，在茶葉理條機上進行了實驗。本人所做主要工作和成果如下:
　　(1)分析了茶葉理條工藝及本文所采用的茶葉理條機機械結(jié)構(gòu)特點及其工作原理;根據(jù)物料干燥理論確定了茶葉理條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)的特點與基本控制方法，建立了

3、理條機溫度控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)。
　　(2)對PID控制算法、模糊算法、模糊PID控制算法進行了理論研究，再此基礎(chǔ)上設(shè)計了茶葉理條工藝參數(shù)模糊決策控制器和基于改進型PID算法的溫度控制模糊PID控制器，并利用MATLAB/SIMULINK計算機軟件對其進行了控制系統(tǒng)仿真，設(shè)計了控制系統(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)的茶葉理條機控制系統(tǒng)設(shè)計方案:采用茶葉濕度等級、品種、投葉量作為輸入，通過模糊算法決策得

4、到當(dāng)前茶葉的最佳理條工藝參數(shù);通過模糊PID溫度控制算法進一步提高理條機鍋槽溫度的控制精度，同時減少溫度波動;根據(jù)溫度偏差適量改變鍋槽振動頻率。提高了理條機智能化、自動化程度，優(yōu)化了理條工藝結(jié)果。
　　(4)設(shè)計了基于ARM Cortex-M3內(nèi)核微處理器與雙模糊算法的茶葉理條機控制系統(tǒng)。結(jié)合實際工藝流程，在茶葉理條機上完成了溫度與理條實驗，對溫度控制效果與理條效果進行評估。結(jié)果表明，基于雙模糊算法與嵌入式技術(shù)的茶葉理條機控制系統(tǒng)