基于LabVIEW的模糊PID在黄酒发酵溶氧控制中的应用.pdf

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1、2012仪表技术与传感器2012第5期InstrumentTechniqueandSensorNo．5基于LabVIEW的模糊PID在黄酒发酵溶氧控制中的应用周芸，陈树，徐国强，徐保国(江南大学物联网工程学院，江苏无锡214122)摘要：文中采用LabVIEW为开发平台，设计并实现了一套黄酒发酵测控系统。在黄酒发酵控制中，溶解氧的浓度(DO)是一个非常重要的参数，与酸度、糖度等其它过程参数的关系极为紧密。针对黄酒发酵溶氧控制非线性，时变性、强耦合等特点，设计了一种基于模糊PID的溶氧控制系统。文中采用LabVIEW与MATLAB混合编程的方法，

2、对发酵罐中的溶氧进行实时检测和控制。结果表明，该控制方法具有动态响应快、超调量小、鲁棒性强等优点，有很好的实用性，可以实现DO值的实时监控。关键词：溶氧控制；黄酒发酵；模糊PID；LabVIEW；MATLAB中图分类号：TP273+．5文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)05—0046—03ApplicationofLabVIEW·basedFuzzyPIDinDissolvedOxygenofRiceWineZHOUrun，CHENShu，XUGuo—qiangi，XUBao—guo(SchoolofInternetofTh

3、ingsEngineering，JiangNanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：ThispaperdesignedasetofricewinefermentationcontrolsystembasedonthedevelopmentplatformofLabVIEW．Thedissolvedoxygen(DO)isaveryimportantparameterinthecontrolofricewinefermentation，whichhasacloserelationwitha—cidity，su

4、garandotherprocessparameters．Accordingtothefeaturesofnonlinearity，time—varyingandstrongcouplinginthedis—solvedoxygenofricewine，acontrolsystemofdissolvedoxygenbasedonthefuzzy—PIDcontrolstrategywasdesigned．ThispaperusedLabVIEWandtheMATLABmixprogrammingmethodtorealizethereal—ti

5、medetectionandcontrolofthedissolvedoxygeninthetankoffermentation．Theresultshowsthecontrolstrategyhasafastdynamicresponse，slightovershootandstrongrobust，andwithgoodusability，whichcanrealizethereal—timemonitoringofDOvalues．Keywords：dissolvedoxygencontrol；ricewinefermentation；f

6、uzzy—PID；LabVIEW；MATLAB0引言LabVIEW和MATLAB的优点，采用两者混合编程的方法，设计LabVIEW是一种先进的图形化编程语言开发环境，它具有了一套基于模糊PID的实时溶氧控制系统，该系统具有较好的数据采集、数据分析处理等功能，提供了实现仪器编程和数据人机操作界面、操作简单、安全可靠等优点。采集系统的便捷途径，使得用户更方便地进行计算机测控。但1系统的硬件设计是，目前很多先进的过程控制系统中都采用了先进的控制策1．1黄酒发酵系统略，计算量较大，在对各种算法的支持方面，LabVIEW的工具箱黄酒发酵控制系统由两层结构

7、组成，上层为车间监控室，非常有限，这就限制了大型应用程序的快速开发。而MATLAB下层为生产现场。整个监控系统主要由工控机、PLC、智能仪在算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算方面有很大表、各种传感器、各类泵、电机及气动阀门等组成。的优势，因此文中把LabVIEW与MATLAB结合，充分利用系统运行时，生产现场的温度传感器及安装在发酵罐内的MATLAB提供的大量高效可靠的算法和LabVIEW的图形化编各种传感器采集发酵罐内的温度、压力、液位、溶氧、糖度、酸度程能力，发挥两者的优势，提高了工作效率。等信息，采集的数据被发送到智能仪表或变送器

8、，变送器将采目前，由于PID控制算法原理简单、易调节，发酵多数过程集到的模拟量信号转换为电流信号送至PLC，PLC和智能仪表参数的控制采用常规的PID