乌龙茶做青智能控制系统的构建及其若干技术研究

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传感器以及计重大平为在线检测装置，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。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及论文使用授权的说明

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

2.2.3 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