專利名稱：基于分層結(jié)構(gòu)的孵化過(guò)程模糊免疫pid控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子傳感與控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于分層結(jié)構(gòu)的孵化過(guò)程模 糊免疫PID控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
家禽孵化是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程，孵化的任務(wù)是將受精種蛋盡可能多地變成優(yōu) 質(zhì)的雛雞，一個(gè)理想的、穩(wěn)定的溫度、濕度、通風(fēng)換氣等外界條件，不僅能提高出雛率，而且 還能提高雛禽質(zhì)量，而加強(qiáng)孵化條件控制，才能取得較好的孵化效果。孵化控制系統(tǒng)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、大滯后的復(fù)雜的動(dòng)態(tài)非線性系統(tǒng)，無(wú)法求得 機(jī)內(nèi)的溫度、濕度和通風(fēng)的精確數(shù)學(xué)模型。國(guó)外對(duì)于孵化控制比較經(jīng)典的控制方法在于 Thom thong等人開發(fā)了模糊控制系統(tǒng)對(duì)溫度、濕度進(jìn)行控制。國(guó)內(nèi)部分大學(xué)在孵化控制方 面進(jìn)行了研究浙江大學(xué)的王萬(wàn)良教授等提出一種多變量模糊專家控制器及其解耦設(shè)計(jì)方 法，實(shí)現(xiàn)了孵化機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。而貴州大學(xué)的蘇濤等人針對(duì)孵化裝置中溫度與濕度的 控制，則采用了基于Fuzzy-PID雙模控制方法。上述方法雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了孵化過(guò) 程的智能控制，但采用該方法控制精度不高，而在現(xiàn)實(shí)操作中則需要結(jié)合上孵化的工藝現(xiàn) 場(chǎng)設(shè)計(jì)一套基于分層結(jié)構(gòu)的模糊免疫PID控制系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于分層結(jié)構(gòu)的孵化過(guò)程模糊免疫 PID控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型可以較好地保證溫度以及相對(duì)濕度穩(wěn)定在孵化工藝要求波動(dòng)范 圍內(nèi)，用以消除系統(tǒng)的振蕩問(wèn)題，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)基于分層結(jié)構(gòu)的孵化過(guò)程模糊免疫PID控制系統(tǒng)，根據(jù)孵化工藝，可以將整個(gè)系 統(tǒng)分解成兩層結(jié)構(gòu)，其中前層結(jié)構(gòu)由前饋解耦器組成，實(shí)現(xiàn)了孵化過(guò)程的主要參數(shù)解耦，后 層結(jié)構(gòu)主要包括風(fēng)門控制器、加溫控制器和加濕控制器，實(shí)現(xiàn)了孵化過(guò)程含氧量、溫度和濕 度的精確控制，其中，風(fēng)門控制器、加溫控制器和加濕控制器平行排布，并在平行排布的前 端直接連接前饋解耦器，同時(shí)在平行排布的后端則連接控制對(duì)象對(duì)其進(jìn)行控制，另外，在控 制對(duì)象后還應(yīng)設(shè)置一檢測(cè)裝置，用以對(duì)前饋解耦器進(jìn)行參數(shù)信息反饋。在本實(shí)用新型中，優(yōu)選在控制對(duì)象后設(shè)置一顯示裝置對(duì)控制對(duì)象內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行顯 示，使整個(gè)系統(tǒng)可以進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)。在本實(shí)用新型中，溫度、含氧量和濕度設(shè)定值以及檢測(cè)值輸入到前層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu) 中根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)處理參數(shù)檢測(cè)量，并對(duì)溫度、濕度、風(fēng)門開度之間的耦合關(guān)系進(jìn)行解耦控 制，后層結(jié)構(gòu)中的三個(gè)子控制器分別對(duì)三個(gè)主要無(wú)耦合參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。有益效果本實(shí)用新型相比于以前的技術(shù)，具有以下特點(diǎn)1)、控制精度高其中孵化溫度波動(dòng)范圍在供溫標(biāo)準(zhǔn)士0.01°C占全部采樣的 90. ，溫度波動(dòng)范圍在供溫標(biāo)準(zhǔn)士0. 020C占全部采樣的99. 99% ；相對(duì)濕度波動(dòng)范圍在給 定標(biāo)準(zhǔn)士0. 02RH占全部采樣的91. 38%，相對(duì)濕度波動(dòng)范圍在給定標(biāo)準(zhǔn)士0. 04RH占全部采
3樣的 99. 34%ο2)、魯棒性強(qiáng)當(dāng)外界因素引起溫度和相對(duì)濕度波動(dòng)時(shí)，該系統(tǒng)能迅速調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的 執(zhí)行機(jī)構(gòu)該參數(shù)在30s內(nèi)能達(dá)到穩(wěn)定，比采用FPID控制算法相應(yīng)時(shí)間快，保證了溫度和相 對(duì)濕度穩(wěn)定在孵化工藝要求波動(dòng)范圍內(nèi)，消除了系統(tǒng)的振蕩問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的抗干擾能 力。3)、易于實(shí)施，投入不高，有利于推廣實(shí)施。
圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參見圖1的一種基于分層結(jié)構(gòu)的孵化過(guò)程模糊免疫PID控制系統(tǒng)的較佳實(shí)施例 中，前層結(jié)構(gòu)由前饋解耦器4組成，主要用于接收前端溫度控制器1、含氧量控制器2和濕度 控制器3上設(shè)定的相關(guān)信號(hào)并進(jìn)行解耦操作。同時(shí)，在前饋解耦器4后部，有一信號(hào)處理裝置5，信號(hào)處理裝置5后部連接加熱開 關(guān)6、風(fēng)門開關(guān)7和加濕開關(guān)8，并利用這三個(gè)的控制器分別對(duì)控制對(duì)象進(jìn)本實(shí)施例中為孵 化器9)的三個(gè)主要無(wú)耦合參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，并在顯示端11上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。同時(shí)，在本實(shí)施例中，孵化器9末端還連接有一參數(shù)檢測(cè)儀10作為檢測(cè)裝置，并同 時(shí)對(duì)前饋解耦器4進(jìn)行信息反饋。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述 的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種基于分層結(jié)構(gòu)的孵化過(guò)程模糊免疫PID控制系統(tǒng)，其特征在于，將整個(gè)系統(tǒng)分 解成兩層結(jié)構(gòu)，其中前層結(jié)構(gòu)由前饋解耦器組成，后層結(jié)構(gòu)主要包括風(fēng)門控制器、加溫控制 器和加濕控制器，其中，風(fēng)門控制器、加溫控制器和加濕控制器平行排布，并在平行排布的 前端直接連接前饋解耦器，同時(shí)在平行排布的后端連接控制對(duì)象，另外，在控制對(duì)象后還應(yīng) 設(shè)置一檢測(cè)裝置，用以對(duì)前饋解耦器進(jìn)行參數(shù)信息反饋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分層結(jié)構(gòu)的孵化過(guò)程模糊免疫PID控制系統(tǒng)，其特 征在于，在所述控制對(duì)象后還可設(shè)置一顯示裝置。
專利摘要一種基于分層結(jié)構(gòu)的孵化過(guò)程模糊免疫PID控制系統(tǒng)，將整個(gè)系統(tǒng)分解成兩層結(jié)構(gòu)，其中前層結(jié)構(gòu)由前饋解耦器組成，后層結(jié)構(gòu)主要包括風(fēng)門控制器、加溫控制器和加濕控制器，其中，風(fēng)門控制器、加溫控制器和加濕控制器平行排布，用以同時(shí)連接前饋解耦器和控制對(duì)象。本實(shí)用新型控制精度高、魯棒性強(qiáng)、易于實(shí)施且投入不高，非常適合推廣使用。
文檔編號(hào)G05B13/04GK201926879SQ20112005187
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者周國(guó)雄, 李琳 申請(qǐng)人:中南林業(yè)科技大學(xué)