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摘要
随着我国粮食产量的不断增长，粮食的烘干、存储成为一个非常重要的问题。目前，我国北方的粮食烘干中，主要使用蒸汽和热风烘干机。近年来，热风烘干机种类多，发展速度快，很受生产单位欢迎。但是，通常塔式热风烘干机为PID控制算法，对于不同的粮食需要调节的控制参数不一样，而且对于温度控制，往往为相对缓慢的变化，如果采用PID算法，超调量很难控制且整个系统参数的计算和调节的工作量非常巨大。模糊控制是一种语言控制器，能更为近似的反应最佳控制者----人的控制行为，其具有很强的鲁棒性和控制稳定性，能较为方便的实现对不同对象的控制，这对一些小型生产单位是非常有意义的。
本文主要研究基于ATML公司的89C51单片机作为模糊推理机的塔式热风粮食烘干机系统的模糊控制算法，温度信号采集系统，烘干系统及人机界面的设计与实现，使其满足实际生产过程中的需要。
关键词：模糊控制算法 89C51单片机 热风塔式烘干机 烘干
Abstract
Increase continuously along with the our country food yield, the baking dry of the food, store to become a count for much problem.Currently, our country north of in the food baking dry, main usage steam and hot breeze dryer.In recent years, the hot breeze dryer category is many, the development velocity is quick, being very produce the unit is welcome.But, usually the hot breeze dryer of type of tower controls the calculate way for the PID, for the control parameter that the different food needs to be regulate different, and for temperature isetrol, usually for opposite and slow-moving change, if the adoption PID calculate way, the overshoot quantity workload of the very difficult control and the whole computing of system parameter and conditionings is very huge.The fuzzy control is a kind of language controller, the ability is more for the best controller of similar reaction- The person's control behavior, it has the different from the control stability, ability more convenient realization pais object of very strong robustness to control, this some small scaled production units are very meaningful.
The main research of this text is the fuzzy control calculate way of the type of tower hot breeze food dryer system of the misty inference engine according to a machine of 89 C51s of the company of ATML, the temperature semaphore collects the system, the baking dry system and the design and realizations of the man-machine interface, make it contented actual demand within production line.
Keyword: A machine of the fuzzy control calculate 89C51 Hot breeze tower type dryer baking dry
目录
第一章 绪论... 4
1.1热风塔式玉米烘干机的原理及工艺... 4
1.1.1烘干原理... 4
1.1.2结构及工艺... 5
1.2热风塔式玉米烘干机的模糊控制系统组成... 6
1.3模糊控制理论的产生时代背景... 7
1.4模糊控制理论的建立... 7
1.5模糊控制理论的延伸... 8
1.6模糊控制理论的国内外发展现状... 9
1.7模糊控制用于热风塔式烘干机的原因... 10
第二章 方案论证... 11
2.1系统控制方案选择... 11
2.1.1单回路控制系统... 11
2.1.2复杂控制系统... 11
2.1.3新型控制系统... 11
2.1.4模糊控制... 12
2.2控制芯片的选择... 13
2.2.1 PLC可编成序控制器... 13
第三章 硬件系统设计... 15
3.1 AT89C51的介绍和特性... 15
3.1.1并行I/O口... 19
3.1.2并行口的结构... 19
3.1.3并行口的使用说明... 21
3.2温度检测电路... 21
3.2.1温度传感器的选择... 21
3.2.2AD590的功能及特性... 23
3.2.4温度检测电路工作原理... 25
3.3 A/D转换器及其与CPU的接口... 25
3.3.1 A/D转换器的选择... 25
3.3.2引脚排列及各引脚的功能... 26
3.4系统驱动电路设计... 27
3.4.1 I/O接口扩展芯片8255. 27
3.4.2加热器、风机驱动设计... 28
3.5系统电源设计... 29
3.6人机对话接口电路的设计... 30
3.6.1. 8279的引脚说明... 30
3.6.2 8279的工作方式... 31
3.6.3 8279的控制命令... 32
3.6.4 8279数据的输入输出。... 33
3.7报警电路的设计... 34
3.8带看门狗和电源监控功能的复位芯片IPM813L. 35
3.8.1 MAX813L的性能特点：... 35
3.8.2 MAX813L的典型应用电路：... 36
第四章 控制算法... 37
4.1玉米烘干过程的模糊控制算法实现... 37
4.2模糊控制器的设计... 37
4.3输入量的模糊化... 37
4.4控制输出的模糊化... 38
4.5模糊关系矩阵与决策... 39
第五章 系统软件设计... 41
5．1系统软件设计特点... 41
5.2玉米烘干系统的主程序... 41
5.2.1主程序实现功能... 41
5.2.2主程序流程图... 42
5.3烘干计时中断子程序... 42
5.3.1烘干计时中断子程序流程图... 42
5.4PWM波形产生子程序... 42
5.4.1PWM波形产生子程序流程图... 42
5.5温度检测及模糊控制子程序... 42
5.5.1温度检测及模糊控制字程序流程图... 42
5.6粮食烘干系统程序：... 46
结束语... 55
参考文献... 56
第一章 绪论
1.1热风塔式玉米烘干机的原理及工艺
1.1.1烘干原理
GGHT塔式烘干机，采用混流式烘干工艺，即利用热风对流的形式进行烘干。在预热段，粮食受热升温，粮食含水率变化小，干燥速度加快；烘干段，在混流热风的作用下，粮食内部水分以气态或液态形式沿毛细管转移到粮食表面，再由表面蒸发到干燥介质中去；缓苏段，主要起到缓解粮食直接接触干燥介质、间歇干燥的作用，热闷一段时间，平衡粮食内外温湿，消除水分梯度，使粮粒内部水分逐渐外移，以免引起爆腰或裂纹；冷却段，将粮食温度降到安全温度不高于环境温度5℃，这时的粮食水分基本不变，降水幅度为约0.5%。
1.1.2结构及工艺
1.1.1.1主要结构
GGHT塔式烘干机采用积木式结构，主要由储粮段、预热段、烘干段、缓苏段、冷却段、排粮段、机架组成，配套部分包括热风炉、提升机、相关风网等。预热段、烘干段和冷却段内装置有角状盒，呈交替状并排排列。工作时粮粒沿着角状盒的间隙S形曲线向下流动，在交替高、低温气流的作用下，粮食干燥质量好，裂纹少。
