基于模糊PID的烟叶初烤温湿度控制系统.pdf

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1、2010年第4期工业仪表与自动化装置·113·基于模糊PID的烟叶初烤温湿度控制系统李村，向凤红，郑建锋，陈亚仙(1．昆明理工大学信息工程与自动化学院，昆明650051；2．云南驰宏锌锗股份公司，云南曲靖654217)摘要：设计了以AT89$51单片机为处理器的烟叶初烤温湿度控制系统，针对系统存在的诸如时变性、大滞后和调节时间长等特点，提出模糊自适应PID控制算法。实现烟叶初烤过程的温湿度实时控制。通过MATLAB对该算法进行的仿真结果表明，所设计的控制系统具有强鲁棒性和良好适应能力。关键词：烟叶初烤；温湿度；模糊自适应PID；AT89S51中图分类号：TP205文

2、献标志码：A文章编号：1000—0682(2010)04—0ll3—03Temperature＆humiditycontrolsystemoftobaccobakingbasedonfuzzytunningPIDLICun，XIANGFenghong，ZHENGJianfeng，CHENYaxian(1．CollegeofInformationEngineering＆AutomationunderKunmingUniversityofScience&Technology，Kunming650051，China；2．Zinc＆GermaniumCompanyofChi

3、hong，Yunnanqujing654217，China)Abstract：AT89S51microcontrollerisusedastheprocessortodesignthetemperature&humiditycontrolsystem．Inordertoachievethereal—timedetectionandcontroloftemperature&humidityofthetobaccobaking，andalsotoagainsttheexistenceofthecontrolsystem，suchaslargetimedelay，over

4、—shoot，adjustablelongtimecharacteristicsandSOon，thispaperproposesacontrolalgorithmnamedfuzzytunningPIDtoachievereal—timecontroloftemperature&humidity．TheMATLABsimulationresultsshowthatthesystemhasstrongrobustnessandgoodadaptability．Keywords：tobaccobaking；temperature&humidity；fuzzyrunni

5、ngPID；AT89S51动控制鼓风机、循环风机、排湿窗等设备。基于烟叶0引言初烤系统的非线性、时变性、大滞后等特点，引入模烟叶初烤是烟叶生产过程中的一个非常重要的糊自适应PID算法，实现了温湿度的实时控制，取得环节，将最终决定烟叶的质量及其可用性，而精确地了良好的动态和静态性能。控制烟叶烘烤房温湿度又是初烤质量的保障。目1硬件设计前，多数烤房使用普通玻璃管温度计等测量器材；对烤房干温和湿温的控制方法多依赖于烟农的经验，系统采用模块化设计，由AT89$51主控芯片、温人工操作鼓风机或风门，控制火炉火势，从而影响干湿度数据采集模块、输出驱动模块、键盘显示模块4球温度；

6、人工启闭排湿窗风门，用排湿来控制湿球温部分组成J。温湿度数据采集模块使用数字温度传度；因此导致烟农不但劳动强度大，而且不能精确控感器DS18B20分别测烤房的干温和湿温。输出驱动制烤房的温湿度，烤出的烟叶工业利用率低。温湿模块的控制信号由单片机发出，通过光电隔离，驱动度测量不精确，操作方法落后成为制约烟叶烘烤质固态继电器，控制执行机构来调节烤房的温湿度。热量的瓶颈问题。风循环机可设定为每运行15min后停止运行30min该文以AT89$51为控制器，采用DS18B20传感的间歇工作方式；根据温湿度实际值与设定值的偏器检测温湿度，设计出烟叶初烤温湿度控制系统，自差，由

7、模糊自适应PID算法得出电机(鼓风机、排湿窗风门)的启动时间来控制驱动模块；鼓风机工作可加收稿日期：2009—12—07作者简介：李村(1984)，男，山东菏泽人，硕士研究生，主要从大火炉火势，从而控制温度实际值；排湿窗风门的启事工业自动化、智能控制研究。闭可控制烤房湿度；系统的结构如图1所示。单片机·114·工业仪表与自动化装置2010年第4期的P1．0一P1．2接口分别作为驱动鼓风机、循环风机、原则为：在偏差变化率较小时，k取大些；在偏差变排湿窗风门的I／O接口。在I／0输出电平为0时，化率较大时，k取值较小。ULN2003不驱动固态继电器，电机不工作；在I