乌龙茶做青智能控制系统的构建及其若干技术研究

论文摘要

本文针对乌龙茶做青影响因素多、时变性、非线性、强耦合的特点,应用计算机技术、传感器技术、专家数据库技术以及模糊控制技术,研究开发了集采集、通讯、模糊控制、数据库管理、显示输出为一体的乌龙茶做青智能控制系统,其为“SCC+DDC”控制模式。 下位机主要完成做青过程的在线实时采集、LED显示、串行通讯和输出控制等功能;上位机主要完成做青过程监控、实时数据显示、数据管理、参数设定、串行通讯、智能决策、人机交互等功能。 以温度传感器、湿度传感器、CO2传感器以及计重天平为在线检测装置,采集温、湿、气三因素,使做青环境监测更加全面。并以青叶减重率作为做青机闭环控制的重要信息,使控制更切合被控对象的实际情况。 以做青阶段各影响因素为字段名建立专家数据库。初步形成能适应不同品种、不同鲜叶等级、不同气候以及不同采摘时段的做青专家数据库,以便于进行专家模糊控制。 开发出乌龙茶做青智能控制系统的核心技术——双输入单输出二因素智能模糊控制器。根据乌龙茶做青工艺的分段性以及各阶段主要影响因素的不同,构建了摇青时间和晾青时间两个模糊控制器。 模拟仿真试验表明,本系统工作性能稳定,反应灵敏,控制精度较高,可用于乌龙茶做青生产过程,以提高做青智能化水平,提高乌龙茶品质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 闽北乌龙茶做青智能化控制的意义
• 1.2 国内外的研究现状与存在问题
• 1.2.1 做青技术的研究现状与发展
• 1.2.2 乌龙茶做青自动化发展现状
• 1.2.3 传感器技术的应用
• 1.2.4 智能技术在现代农业中的应用进展
• 1.3 本文的研究内容、研究目标、研究方法、拟解决的问题
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究目标
• 1.3.3 研究方法
• 1.3.4 拟解决的问题
• 第二章 乌龙茶做青智能控制系统的构建原理
• 2.1 做青对乌龙茶品质形成的作用
• 2.2 实时采集参数对做青以及成茶品质的影响
• 2.2.1 温度的影响
• 2.2.2 相对湿度的影响
• 2含量的影响'>2.2.3 CO₂含量的影响
• 2.2.4 青叶水分变化的影响
• 2.3 控制参数对做青及其成茶品质的影响
• 2.3.1 吹风时间的影响
• 2.3.2 摇青时间的影响
• 2.3.3 晾青时间的影响
• 2.4 智能技术在做青中的应用
• 2.4.1 智能控制的定义
• 2.4.2 智能控制的特点
• 2.4.3 做青智能控制的思想和方法
• 2.4.4 做青智能控制系统的构建原则
• 2.4.5 做青智能控制系统的构建目标
• 第三章 乌龙茶做青智能控制系统的总体结构
• 3.1 做青智能控制系统的构建与结构
• 3.1.1 上位机系统
• 3.1.2 下位机系统
• 3.1.3 模糊控制器
• 3.1.4 做青专家数据库的建立
• 3.2 智能控制系统软件的功能
• 3.3 上位机系统的窗体组成
• 第四章 做青智能控制系统下位机
• 4.1 下位机功能
• 4.2 下位机设计
• 4.3 下位机采集模块
• 4.3.1 传感器的选择
• 4.3.2 A／D数据转换器
• 4.4 下位机的通讯模块
• 4.5 下位机显示模块
• 4.6 输出控制模块
• 第五章 做青智能控制系统上位机
• 5.1 上位机系统运行环境、开发工具、数据库平台的选择
• 5.1.1 Windows操作系统的选择
• 5.1.2 开发工具的选择
• 5.1.3 数据库开发平台的选择
• 5.2 上位机方案设计
• 5.2.1 用户登录窗体
• 5.2.2 主窗体
• 5.2.3 设置窗体
• 5.2.4 实时、历史采集曲线窗体
• 5.2.5 历史数据维护窗体
• 5.2.6 专家数据库窗体
• 5.2.7 帮助窗体的设计
• 第六章 做青智能控制模糊控制器设计
• 6.1 模糊控制器的结构
• 6.1.1 摇青模糊控制器的结构
• 6.1.2 晾青模糊控制器的结构
• 6.2 摇青模糊控制器设计
• 6.2.1 确定输入变量和输出变量
• 6.2.2 确定输入和输出语言变量
• 6.2.3 定义各模糊变量的模糊实集
• 6.2.4 建立模糊控制器的控制规则
• 6.2.5 确定变量论域、量化因子和比例因子
• 6.2.6 定义各变量的隶属度函数
• 6.2.7 计算模糊推理关系矩阵
• 6.2.8 输出信息的模糊判决
• 6.3 晾青模糊控制器的设计
• 6.3.1 确定输入和输出语言变量
• 6.3.2 输入变量和输出变量的模糊子集的定义
• 6.3.3 模糊控制规则的语言描述
• 6.3.4 模糊推理
• 6.3.5 控制量的解模糊化
• 第七章 总结与讨论
• 7.1 上位机仿真与调试
• 7.1.1 系统软件的调试
• 7.1.2 模糊控制器仿真试验
• 7.1.3 下位机的调试
• 7.2 总结与讨论
• 7.2.1 乌龙茶做青智能控制系统的特色
• 7.2.2 传感器技术的应用研发
• 7.2.3 建立做青专家数据库
• 7.3.4 模糊控制技术特点
• 7.3 今后设想
• 参考文献
• 致谢