学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

烟叶烘烤智能控制系统研究

作　者: 王暑
导　师: 杨晓京
学　校: 昆明理工大学
专　业: 农业电气化与自动化
关键词: 烟叶烘烤模糊神经网络 DS18B20 监控
分类号: TS43
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 63次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

烟叶烘烤是烤烟生产中决定品质和产量高低的最后环节,先进的烘烤工艺可以将生长成熟的烟叶优良性状充分显现出来,提高烤烟质量、烟草行业的经济效益。烟叶智能烘烤监控系统是以烟叶烤房内的温湿度为输入量,以烤房的调温和排湿装置为控制对象,在单片机控制系统上用模糊神经控制的方法使烟叶烘烤过程中温湿度的变化满足三段式烘烤工艺要求,达到提高烟叶烘烤质量和节省劳动力的目的。本文以系统的设计应在保证质量和较高科技含量的前提下,充分考虑我国农村的经济特点,尽可能降低成本,适应大多数烟农的经济承受能力,针对烟叶烘烤过程中温湿度变化的非线性和时变现象,设计了基于单片机和模糊神经控制技术的烟叶烘烤温湿度智能控制系统。从而解决了自动控制中不能解决的大惯性、非线性、时变性等问题。本论文主要从下面几个方面来阐述：第一,通过对普通烟叶烘烤烤房的分析,存在着结构不合理、温度不能调节、热能利用率低、排湿不畅、劳动强度大等缺点,来开发一款烟叶烘烤智能监控系统,提高我国烟叶烘烤质量。第二,针对烟叶烘烤过程中干湿温度变化的非线性和时变现象,具体研究了烟叶烘烤过程中温湿度变化的规律和三段式烘烤工艺,研究了模糊控制算法与神经控制算法,并取之两者优点,通过MATLAB仿真验证该算法可行性,设计了基于模糊控神经制技术的模糊神经控制器。第三,设计和实现了以C8051F020单片机为核心,配有键盘、显示、干湿温度采集和时间控制处理的控制系统。设计了光电隔离驱动控制电路、基于1-Wire总线的干湿温度多点采集电路、烘烤工艺曲线参数存储等电路,可实现实时数据采集、实时数据显示、键盘时间控制、算法计算、排湿装置控制、调温装置控制等功能,详细介绍了硬件电路设计和软件程序设计。第四,为了提高本系统的可靠性,针对单片机系统的硬件和软件作了一些工程上实用的抗干扰技术,‘还研究了传感器、驱动电路的抗干扰技术。最后,设计了PCB印刷电路板,将硬件和软件结合对各个系统模块进行实验调试,装配成完整的控制系统。本论文注重理论和工程实际情况相结合,在此研制过程中查阅了大量的资料和数据,积累了比较多的MATLAB仿真经验、控制经验和Protel DXP设计经验,为类似的温湿度智能监控系统的研制打下了良好的基础。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章烤烟烘烤智能控制系统研究概况及烟叶烘烤原理  9-18
  1.1 引言  9-10
  1.2 烤烟烘烤调制技术的发展状况  10-12
    1.2.1 国外烤烟烘烤调制技术  10
    1.2.2 国内烤烟烘烤调制技术  10-12
  1.3 烟叶烘烤调制原理  12-15
    1.3.1 烟叶烘烤的技术要点  13-14
    1.3.2 三段式烟叶烘烤工艺  14-15
  1.4 烟叶烘烤烤房技术改造研究  15-17
  1.5 小结  17-18
第二章烤烟烘烤调制模糊神经控制的研究  18-36
  2.1 引言  18-19
  2.2 智能控制技术发展现状  19-21
    2.2.1 智能控制技术内涵  19
    2.2.2 智能控制技术的地位与作用  19
    2.2.3 智能控制技术前沿分析  19-20
    2.2.4 智能控制技术中重要技术分析  20-21
  2.3 模糊算法的研究  21-24
    2.3.1 模糊控制理论  22-24
    2.3.2 模糊控制器的设计  24
  2.4 神经网络算法的研究  24-33
    2.4.1 神经网络控制基本原理  26-29
    2.4.2 模糊神经网络控制器的设计  29-33
  2.5 模糊神经网络结果分析  33-35
  2.6 小结  35-36
第三章智能烟叶烘烤系统硬件设计  36-57
  3.1 引言  36-37
  3.2 系统开发的主要目标  37-38
    3.2.1 国内市场需求  37
    3.2.2 成本适应我国农村经济  37-38
  3.3 技术开发创新  38-39
  3.4 系统的硬件设计  39-56
    3.4.1 系统硬件设计方案  39-40
    3.4.2 C8051F020单片机  40-44
    3.4.3 单片机供电电源设计  44
    3.4.4 单片机复位电路设计  44-46
    3.4.5 外部数据存储器电路设计  46
    3.4.6 烟叶烘烤工艺曲线电路设计  46-47
    3.4.7 显示电路设计  47-49
    3.4.8 时间控制键盘电路设计  49-50
    3.4.9 声光报警电路设计  50
    3.4.10 温湿度检测电路设计  50-53
    3.4.11 控制驱动电路设计  53-54
    3.4.12 温度与湿度转换设计  54-55
    3.4.13 手动操作电路设计  55-56
  3.5 小结  56-57
第四章智能烟叶烘烤系统软件设计  57-72
  4.1 引言  57-58
  4.2 开发语言和开发环境  58-60
    4.2.1 开发语言  58
    4.2.2 开发环境  58-60
  4.3 系统软件功能  60-71
    4.3.1 主程序流程  61
    4.3.2 初始化流程  61-62
    4.3.3 时间调整流程  62-63
    4.3.4 DS18B20流程  63-67
    4.3.5 0CM12864液晶显示流程  67-70
    4.3.6 模糊神经算法流程  70-71
  4.4 小结  71-72
第五章系统可靠性与抗干扰设计  72-81
  5.1 引言  72
  5.2 系统可靠性设计  72-74
    5.2.1 系统的可靠度和失效特性  72-73
    5.2.2 系统可靠性估计  73-74
  5.3 单片机的抗干扰设计  74-78
    5.3.1 硬件措施  75-76
    5.3.2 软件措施  76-78
  5.4 传感器抗干扰设计  78-79
  5.5 驱动端抗干扰设计  79-80
  5.6 小结  80-81
第六章结论  81-83
致谢  83-84
参考文献  84-88
附录A:实验结果  88-93
附录B:本人在攻读硕士学位期间发表学术论文情况  93

烟叶烘烤智能控制系统研究

内容摘要

全文目录

相似论文