基于Smith-模糊PID的茶叶揉捻压力控制系统设计

【摘要】 【目的】解决传统茶叶揉捻机自动化水平低、揉捻压力全凭手感、茶叶成条率不稳定、茶叶破碎率和叶组织细胞破损率高等问题，减轻工人劳动强度，提高茶叶品质的稳定性。【方法】课题组通过对茶叶揉捻机的揉捻压力进行分析，提出了基于STM32单片机，应用Smith-模糊PID控制算法和PWM压力闭环控制的方法，实现茶叶揉捻机在揉捻、加压过程中揉捻压力恒定并可调，使揉捻压力和时间达到茶叶制作的标准。【结果】采用MATLAB分别进行PID、Smith-PID和Smith-模糊PID算法的仿真实验，比较分析3种控制算法下的实验结果可知，Smith-模糊PID控制下的系统超调量和稳态误差最小，并且响应速度最快，调节时间最短，具有更好的抗干扰性能。【结论】通过样机的实际应用与压力数据的测试，茶叶揉捻机压力控制系统超调量最大值为7%、压力误差最大值不超过20 N，基本上满足茶叶生产要求，可大大提高生产效率。更多还原