基于模糊控制的减压气调保鲜库系统的设计

论文摘要

随着我国设施园艺水平的不断发展,果品蔬菜的产量持续增长,然而果蔬产量的增加,也产生了不少新的问题,果蔬贮藏与加工技术严重滞后已成为制约果蔬发展的重要因素,果蔬采收后的腐烂变质严重,使果农菜农丰产不丰收,将严重挫伤农民发展果蔬业的积极性。因此,园艺产品的贮藏、保鲜问题是我国急待解决的大问题,越来越受到大家的普遍重视。论文分析了国内外现有的贮藏保鲜方式,研究了各种保鲜方式的使用范围和效果,通过比较,提出了一种减压和气调相结合的新的保鲜贮藏的方法,并对减压气调保鲜方法进行了详细的分析研究,论文内容包含以下的几个方面:一、论文利用气调保鲜和减压贮藏的理论,提出了减压和气调相结合的保鲜方法,即采用了减压贮藏的原理,采用真空泵作为控制库内氧气的浓度的装置,同时利用气调保鲜的原理,对库内温度、相对湿度、氧气浓度含量、二氧化碳浓度含量以及乙烯浓度含量等进行控制。论文分析研究了温度、相对湿度、氧气浓度含量、二氧化碳浓度含量以及乙烯浓度含量等因素对果蔬保鲜效果的影响,并在此基础上确定了减压气调保鲜库设计的控制量:温度、相对湿度、氧气、二氧化碳和乙烯浓度。二、设计了以MCS-51系列单片机AT89C51为控制核心的自动监测与控制系统,设计了8位A/D转换器ADC0809、编程I/O口扩展芯片8279、外部数据存储器6264芯片、程序存储器27256芯片、看门狗MAX183L芯片及8位D/A转换器DAC0832及8×8键盘、8位7段LED显示器等部件组成的减压气调保鲜库的测量、显示和控制系统,并给出了单片机与各个部件的接口电路,并利用MCS-51系列汇编语言编写了数据采集程序、键盘控制、显示等程序。三、利用模糊控制的基本原理,研究了减压气调保鲜库设计的控制量:温度、相对湿度、氧气、二氧化碳和乙烯浓度等的模糊控制规则表,并利用MATLAB软件对该模糊控制规则表进行了仿真,证明了该方法的合理性和可行性,同时也给出了乙烯控制规则表的汇编语言的设计。论文所研究的基于模糊控制的减压气调保鲜库的设计,为保鲜贮藏技术的研究开发提供了一定的理论指导和设计支持,对提高果蔬保鲜性能,以及如何在通用硬件平台的实现具有一定实用价值和理论综合作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 我国果蔬产业发展现状
• 1.2 果蔬保鲜的发展现状
• 1.3 现有果蔬保鲜方式
• 1.4 单片机的发展及其主要应用
• 1.4.1 单片机的特点
• 1.4.2 单片机的应用
• 1.5 模糊系统的应用
• 1.6 研究的目的、意义及内容
• 第二章 减压气调保鲜库的研究分析
• 2.1 与现有保鲜库的优势比较
• 2.2 设计中遇到的问题及解决方法
• 2.3 减压气调贮藏的影响因素及控制方法
• 2.3.1 温度
• 2.3.2 相对湿度
• 2.3.3 乙烯、氧气和二氧化碳
• 第三章 减压气调保鲜库的硬件设计和处理规则
• 3.1 系统的总体设计
• 3.1.1 环境参数的确定
• 3.1.2 控制方案设计
• 3.2 器件选择
• 3.3 系统接口设计
• 3.3.1 AT89C51 与8255 接口扩展芯片的接口电路
• 3.3.2 89C51 与ADC0809 接口电路
• 3.3.3 AT89C51 与DAC0832 接口电路
• 3.3.4 AT89C51 与8279 显示及按键接口电路
• 3.3.5 光电隔离
• 3.3.6 AT89C51 与外部存储芯片的接口电路
• 3.3.7 单片机看门狗
• 3.3.8 采样保持电路
• 第四章 减压气调保鲜库控制规则的研究及程序设计
• 4.1 模糊控制规则简介
• 4.2 减压气调库控制策略的设计
• 4.3 减压气调库模糊控制算法的研究
• 4.3.1 乙烯浓度的模糊控制算法
• 4.3.2 温度模糊控制器的设计
• 4.3.3 湿度模糊控制器的设计
• 4.3.4 氧气浓度的模糊控制算法
• 2 浓度的模糊控制算法'>4.3.5 CO₂浓度的模糊控制算法
• 4.4 模糊规则控制的程序设计
• 第五章 系统仿真与模拟
• 5.1 MATLAB 程序仿真
• 5.2 MULTISIM2001 硬件电路模拟
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 讨论
• 6.2 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介