模糊預測函數(shù)控制在茶葉殺青加工中的應用

梁曉明

【摘要】茶葉在傳統(tǒng)殺青過程中大多采用半機械、半手工的方式，這就導致被控參數(shù)-溫度的效果不好、穩(wěn)定性較差、茶葉品質(zhì)良莠不齊，針對這些問題，提出了一種模糊預測函數(shù)控制算法，該算法的優(yōu)點是具有預測函數(shù)控制對預測模型要求不高，同時使用了非線性量化因子來提高模糊控制器的靈敏性。該算法通過在滾筒式茶葉殺青機溫度控制系統(tǒng)中的應用表明，模糊預側(cè)函數(shù)控制在茶葉殺青加工中切實可行，既使調(diào)節(jié)時間變短，又穩(wěn)定了茶葉殺青的溫度，控制效果較好。

【關鍵詞】模糊控制 預側(cè)函數(shù)控制 茶葉殺青

一、引言

殺青是綠茶制作過程中的一個重要環(huán)節(jié)。溫度、時間、投葉量等問題都可以決定殺青效果的好壞。茶葉在制作過程中普遍使用的是滾筒式殺青機，然而它要求操作工人具備豐富的經(jīng)驗，能夠精確把握殺青的溫度和鮮葉的投葉量，所以殺青的效果主要是受操作工人的影響，在茶葉殺青控制系統(tǒng)中最重要的是控制溫度，即使采用自動控制也是使用傳統(tǒng)的PID控制，傳統(tǒng)PID控制效果不好、穩(wěn)定性不理想、茶葉品質(zhì)良莠不齊。針對以上問題我們采用模糊控制、預測函數(shù)控制技術(shù)，同時加入了非線性量化因子，研究了一種新型的智能滾筒式茶葉殺青控制系統(tǒng)。仿真時，采取中控DCS中圖形化編程實現(xiàn)基于非線性量化因子滾筒式殺青機溫度的模糊預測控制算法，既使調(diào)節(jié)時間變短，又穩(wěn)定了茶葉殺青的溫度，控制效果較好。

二、控制方案設計

茶葉殺青系統(tǒng)包括兩個組成部分：滾筒殺青機、計量裝置。

在茶葉殺青過程中，需要控制茶葉進入滾筒時的溫度提高到85℃，茶葉進入滾筒后應該溫度穩(wěn)定在85℃以上，茶葉在滾筒出口處溫度下降。但是，因為鮮茶葉的加入，筒壁進口溫度會有較大變化，所以設計進口段溫度系統(tǒng)時希望響應時間短，常規(guī)PID控制比較穩(wěn)定，可是動態(tài)效果不理想。所以提出一種新的智能控制方案，該方案控制原理和過程如圖1所示。

參考文獻：

[1]沈斌.茶葉殺青系統(tǒng)自動控制技術(shù)研究[D].浙江：浙江工業(yè)大學，2013.

[2]王惠芳，劉朝英，宋雪玲，宋哲英，李凱，基于遺傳算法的模糊控制器參數(shù)優(yōu)化[J].河北科技大學學報，2007，28（4）：276～280.

[3]郭奇，楊秀利，任芳，高鍵.基于預測模型的模糊-PID控制及仿真研究[J].控制工程，2011，18（3）：360～363.