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一種開放式發酵過程自動控制系統的實現

2074378 2009-08-14 | rar | 214 | 次下載 | 2積分

資料介紹

本文根據PID 控制和模糊控制原理，提出了一種實用的開放式乳酸發酵過程自動控
制系統的實現方法。該系統采用CN113 型工業pH 計作為前端數據采集傳感器、 P87C591
作為核心處理器，通過RS232 串行通訊把數據處理結果傳送到上位機，通過人性化的上
位機人機交互界面實現用戶參數設置、運行狀態和曲線顯示。該儀器是開放式系統，可完全實現對實驗室發酵過程pH 值的自動控制。經現場試驗，取得了滿意的效果。
糖類物質在厭氧條件下，由微生物作用而降解轉變為乳酸的過程稱為乳酸發酵。乳酸
發酵的pH 值需控制在一定范圍內。而pH 值控制具有嚴重的非線性和滯后性，難于建立準確的數學模型；發酵過程和環境（溫度、壓力等）的變化以及其它干擾的存在都會改變pH值的控制特性；一般要求pH 值跟蹤一條預定的時變曲線。采用單一的、固定結構的控制器或者變參數的PID 控制，不能滿足pH 值控制的要求。乳酸發酵實驗是一個至少歷時數十個小時的過程，需要大量的人力資源投入。如何減輕現場人員工作量，合理利用資源，并實現準確控制，成為一個現實的問題。
為解決上述問題，本文提出了發酵過程自動控制的方法。采用傳統的PID 控制和模糊
控制相結合的方法，控制發酵溶液pH 值。其控制思想是在大偏差范圍內采用模糊控制，在小偏差范圍內轉換成PID 控制，兩者的轉換由微機程序根據事先給定的偏差范圍自動實現。這樣可以發揮兩者的優勢，提高控制系統的魯棒性。