纯种固态发酵控制系统研究

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1、摘要近些年来由于能源危机与环境问题日益严重，同时也由于液态发酵消耗大量的能源，以及存在环境污染、产量低和发酵时间长等问题，固态发酵技术再次引起了人们的注意。本文对纯种固态发酵的原理以及工艺流程进行了分析，并根据纯种固态发酵罐的特点设计了纯种固态发酵控制系统。固态发酵控制系统的下位机以C8051F021单片机为核心，通过对外围功能单元进行设计，实现对纯种固态发酵过程的参数进行检测与控制。下位机系统的软硬件设计均采用模块化和开放性设计方法，硬件电路尽量选择标准化、模块化的芯片，而且留有余地，以备扩展，提高了软硬件的灵活性。由于固态发酵过程具惯

2、性大、滞后现象严重和非线性的特点，并难以得到精确的数学控制模型，常规控制方法又很难达到良好的控制效果，因此，本文引入模糊控制技术，将模糊控制与传统的PID控制结合，设计出固态发酵温度的模糊自整定PID控制器。通过仿真分析，此控制器能达到良好的控制要求，是一种较为理想的智能控制方案。本文利用LabVIEW软件设计了固态发酵控制系统的上位机监控系统，通过RS．232串口实现与下位机通讯，上位机根据工艺过程的不同要求，进行参数设置，并实时采集、显示和管理固态发酵过程参数，简单直观，操作方便，具有良好的人机交互性。关键词：固态发酵；模糊控制；单片

3、机；LabVIEWResearchonControlSystemofPureBreedSolidStateFermentationABSTRACTInrecentyears，withthedevelopmentofindustry，energycrisisandenvironmentalproblemarebecomingmoreseriouswimeachpassingday．Liquidstatefermentationconsulllesagreatdealofenergyandleadtosomeotherproblems，suc

4、hasenvironmentalpollution，lowyieldandlongfermentationtime．Solidstatefermentationtechnologyhasonceagainarousedpeople’Sattention．Inthispaper，thesolidstatefermentationcontrolsystemwasdesignedbasedontheanalysisoftheprincipleandtheprocessflowofthesolidstatefermentation．TheC805

5、1F021wastakenasthecentralprocessingunitinsolidstatefermentationcontrolsystem，whichCanrealizethemeasurementandcontrolofrelatedparametersofthesolidstatefermentationbydesigningthemicrocontrollerandperipheralfunctionunits．Themodularizationandopeningdesignmethodwasusedtodesign

6、thehardwareandsoftwareofthecontrollingunit．Intheportionofhardwarecircuit，thestandardizationandmodularizationchipswereusedandintheportionofsoftware，themulti-taskdesignmethodwasused，whichimprovedtheagilityandthetransplantofthesoftwareeffectively．Theprocessofthesolidstatefer

7、mentationisdifficulttocontrolwellifweonlyusethetraditionalcontrolmethodsbecauseofcharacteristicsofthesolidstatefermentationitself,suchasitsgreatinertia，serioustime-lagandthedifficultytoestablishanaccuratemathematicalmodeloftheobject．SothefuzzycontroltechnologyWasintroduce

8、dinthispaper．Solid—statefermentationtemperaturefuzzyself-ttmingPIDcontrollerwasdesignedbasedonfu