模糊预测函数控制在茶叶杀青加工中的应用

梁晓明

【摘要】茶葉在传统杀青过程中大多采用半机械、半手工的方式，这就导致被控参数-温度的效果不好、稳定性较差、茶叶品质良莠不齐，针对这些问题，提出了一种模糊预测函数控制算法，该算法的优点是具有预测函数控制对预测模型要求不高，同时使用了非线性量化因子来提高模糊控制器的灵敏性。该算法通过在滚筒式茶叶杀青机温度控制系统中的应用表明，模糊预侧函数控制在茶叶杀青加工中切实可行，既使调节时间变短，又稳定了茶叶杀青的温度，控制效果较好。

【关键词】模糊控制 预侧函数控制 茶叶杀青

一、引言

杀青是绿茶制作过程中的一个重要环节。温度、时间、投叶量等问题都可以决定杀青效果的好坏。茶叶在制作过程中普遍使用的是滚筒式杀青机，然而它要求操作工人具备丰富的经验，能够精确把握杀青的温度和鲜叶的投叶量，所以杀青的效果主要是受操作工人的影响，在茶叶杀青控制系统中最重要的是控制温度，即使采用自动控制也是使用传统的PID控制，传统PID控制效果不好、稳定性不理想、茶叶品质良莠不齐。针对以上问题我们采用模糊控制、预测函数控制技术，同时加入了非线性量化因子，研究了一种新型的智能滚筒式茶叶杀青控制系统。仿真时，采取中控DCS中图形化编程实现基于非线性量化因子滚筒式杀青机温度的模糊预测控制算法，既使调节时间变短，又稳定了茶叶杀青的温度，控制效果较好。

二、控制方案设计

茶叶杀青系统包括两个组成部分：滚筒杀青机、计量装置。

在茶叶杀青过程中，需要控制茶叶进入滚筒时的温度提高到85℃，茶叶进入滚筒后应该温度稳定在85℃以上，茶叶在滚筒出口处温度下降。但是，因为鲜茶叶的加入，筒壁进口温度会有较大变化，所以设计进口段温度系统时希望响应时间短，常规PID控制比较稳定，可是动态效果不理想。所以提出一种新的智能控制方案，该方案控制原理和过程如图1所示。

参考文献：

[1]沈斌.茶叶杀青系统自动控制技术研究[D].浙江：浙江工业大学，2013.

[2]王惠芳，刘朝英，宋雪玲，宋哲英，李凯，基于遗传算法的模糊控制器参数优化[J].河北科技大学学报，2007，28（4）：276～280.

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