基于模糊遺傳PID的育果袋機紙帶張力控制研究.pdf

1、我國雖然是水果生產(chǎn)大國，但與歐美國家相比，水果產(chǎn)品存在出口難和價格低等現(xiàn)實問題，問題出現(xiàn)的根源在于水果品質(zhì)較差。影響水果品質(zhì)的主要原因:一個是生長環(huán)境，另一個是套袋技術(shù)。目前我國水果種植業(yè)雖然采用了套袋栽培技術(shù)，但是由于育果袋的質(zhì)量較差，導致水果品質(zhì)還是低于國際水平，因此，如何改善育果袋的質(zhì)量成為當前人們最為關(guān)心的問題。
　　在育果袋的實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)合理的調(diào)節(jié)紙帶張力可以有效的提高育果袋的質(zhì)量。為了降低育果袋的生產(chǎn)成本和提高育果袋

2、的品質(zhì)，就必須為育果袋機增設(shè)張力控制裝置。運行中的紙帶其張力受多個因素的影響，為了明確影響紙帶張力的因素具體有哪些，本文對紙帶張力的形成原理進行了分析研究，由紙帶張力推導公式，得知紙帶的速度和紙卷卷徑的變化對紙帶張力的變化影響較大。
　　為了確保運行中的紙帶能夠維持恒定的張力，育果袋機的張力控制系統(tǒng)需要向智能化方向發(fā)展，擺脫傳統(tǒng)的機械式控制。本文設(shè)計了一種以ATmega16為核心的張力控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的硬件電路主要包括檢測電路、控

3、制電路、驅(qū)動電路及電源電路，其中檢測電路主要由張力傳感器和張力信號采集電路組成，控制電路主要由單片機、A/D轉(zhuǎn)換電路和磁粉制動器組成。為了保證系統(tǒng)的控制更加精確，本文將智能控制策略應(yīng)用到系統(tǒng)的軟件設(shè)計上。通過設(shè)計的軟件程序來協(xié)調(diào)各硬件電路間的聯(lián)系。
　　針對育果袋機生產(chǎn)過程中紙帶張力的變化特性，本文提出了一種新的控制方法—模糊遺傳PID。該方法可以解決控制器參數(shù)難以確定的問題。通過MATLAB仿真工具對模糊遺傳PID進行運行仿真，

4、從仿真結(jié)果得知，模糊遺傳PID對于紙帶張力控制是非常有效的。它既可以加快系統(tǒng)的相應(yīng)速度，又可以改善系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)特性，最為顯著的是系統(tǒng)無超調(diào)。因此，該方法是一種難得的紙帶張力控制方法。
　　通過對系統(tǒng)的試驗分析，可以獲得下述結(jié)論:
　　(1)在外界干擾存在的情況下，系統(tǒng)仍能正常工作，說明該系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性和抗干擾能力。
　　(2)系統(tǒng)的相應(yīng)參數(shù)可以實時改變，以滿足不同紙質(zhì)材料的控制要求，并且該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于操