啤酒发酵过程控制系统设计及控制策略研究

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1、．Ｍ，論ｙ＾ａａ麵悄分类号；ＴＰ２７３密级：公开ＵＤＣ：６２１学校代码：１００８２皆支＂＾、净ＨＥ巨巨ＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳ仁ＩＥＮＣＥＡＮＤ下ＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕±学位论文啤酒发酵过程控制系统设计及控制策略研究论文作者：王雪松指导教师：刘朝英教授副指导教师：宋哲英教授申请学位类别：工学硕古学科、领域：控制科学与工程所在单位：电气工程学院答辩日期：２０１６年６月巧北科技大学学位论文原剑性声明：所呈

2、交的学位论文，独立进行研究工本人郑重声明，是本人在导师的指导下。作所取得的成果对本文的研究做出重要贡献的个人巧集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。’学位论文作者签名：夏寺令指导教师签名＾■年／月曰４９河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或化构送交论文的复印件

3、和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可ｔｕ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数掘库进行检索，可臥采用影印、缩口保印密或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于口保密，在＿年解蛮后适用本授权书。＂。学位（请论在文Ｗ作上者方签框名内打＂Ｖ）：指导教师签名；＾卢Ｉ各年Ｘ＇月乂日年每ClassifiedIndex：TP273SecrecyRate：PublicizedUDC：621UniversityCode：10082HebeiUniver

4、sityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeTheStudyofControlSystemDesignandControlStrategyforBeerFermentationProcessCandidate：WangXuesongSupervisor:Prof.LiuChaoyingAssociateSupervisor：Prof.SongZheyingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngine

5、eringSpeciality：ControlScienceandEngineeringEmployer：SchoolofElectricalEngineeringDateofOralExamination:June,2016摘要啤酒行业是我国食品行业的重要组成部分，但我国啤酒产业起步较晚，生产自动化水平和产品质量都落后于国外先进厂家。啤酒发酵是生产过程中最重要的环节，在该环节中，温度控制至关重要。啤酒发酵过程的温度控制精度直接影响产品质量。本文针对发酵过程存在的大惯性、滞后、时变性等特点，设计了变

6、论域模糊PID控制器，改进了传统模糊PID控制器论域固定而引起的控制精度问题。本文引入论域伸缩因子调整控制器输入输出的论域，避免了因论域选择不当造成的控制误差，解决了控制精度和模糊规则数之间的矛盾，改善了模糊PID控制器的控制精度和速度。通过MATLAB仿真对比研究表明，该控制器能够满足目前我国啤酒生产的控制要求。此外，针对未来更大型的发酵过程温度存在的“耦合”问题设计了PID神经网络控制器，并进行了MATLAB仿真研究。仿真结果表明，该控制器能融控制和解耦于一体，具有响应速度快、控制精度高、稳定性

7、强等优点，不但提高了啤酒发酵温度的控制精度，而且有效克服了实际生产中不定因素的干扰。本文最后采用MCGS组态软件完成了啤酒发酵过程的组态监控系统设计，利用OPC技术建立了MATLAB7.11与MCGS之间的数据通讯，实现了MATLAB环境下控制算法设计以及数据的实时获取，最后通过仿真验证了设计的合理性。关键词啤酒发酵；温度控制；变论域；模糊；神经网络；MCGSIAbstractBeerindustryisgrowingfastandhasbecomeanimportantpartofthefoodi

8、ndustryinourcountry.Butitlagsbehindtheadvancedforeignmanufacturersthatnomatterproductionautomationlevelorproductquality,becausethedomesticbeerindustrystartedlater.Beerfermentationisthemostimportantpartofthewholeproductionprocess.Andthet