模糊PID控制在葡萄酒發(fā)酵過程中的應用

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在葡萄酒的發(fā)酵過程中，溫度對葡萄酒的質量起著至關重要的影響，溫度過高或過低都會對葡萄酒的質量產生不良的影響，所以在葡萄酒的釀造過程中十分重視溫度的變化，只有實時的控制好溫度，才能保證發(fā)酵的順利進行，從而保證葡萄酒的質量。在對比實驗中，要用溫度計實時的監(jiān)控葡萄酒發(fā)酵過程中的溫度變化，在溫度過高或者溫度過低時利用冷水和熱水進行調解溫度，使溫度達到要求。

1 溫度的控制模式

在葡萄酒發(fā)酵過程中，對溫度的控制主要采用冷熱水來控制，當溫度達到一定值時，會有報警裝置及時提醒。

1.1 冷水閥門控制

當葡萄酒發(fā)酵過程中溫度過高時，報警裝置會及時提醒，然后會打開冷水閥門，灌入冷水進行降溫。

1.2 熱水閥門控制

當葡萄酒發(fā)酵過程中溫度太低時，報警裝置會及時提醒，然后會打開熱水閥門，灌入熱水進行加溫。

1.3 手動和自動模式的切換

在葡萄酒的發(fā)酵過程中，工程師可以通過電腦鼠標對手動模式和自動模式進行及時的切換，切換以后可由人工智能系統(tǒng)對閥門進行控制，從而達到快速，準確控制的目的，節(jié)省了人力。

1.4 溫度報警

在葡萄酒發(fā)酵過程中溫度沒有超出一定范圍是報警裝置才會啟動工作，在這個范圍內，當發(fā)酵過程中的溫度過低或者過高時，報警裝置就會及時發(fā)出警報，有效避免了因溫度變化而引起的一系列問題。

2 發(fā)酵過程中溫度的傳遞

葡萄酒的發(fā)酵過程會產生大量的熱，這些熱我們稱之為發(fā)酵熱，葡萄酒發(fā)酵過程中產生熱量的變化就是因為發(fā)酵熱的多少變化引起的，當發(fā)酵熱匯集到一定程度時，發(fā)酵罐內的溫度就會急劇上升，當溫度達到一定值時我們就需要通過冷水來控制發(fā)酵溫度，是發(fā)酵溫度達到正常范圍。但是發(fā)酵溫度控制有滯后性，因此我們采用最后的溫度。

3 比較常規(guī)PID算法和模糊PID算法

3.1 常規(guī)PID算法

常規(guī)PID算法中萄酒發(fā)酵過程主要受比例環(huán)節(jié)的控制，這個環(huán)節(jié)對整個系統(tǒng)的速度和誤差情況都產生影響，因此，常規(guī)PID算法沒辦法及時對發(fā)酵過程中的各種變化做出準確的反應，且它的反應過程據有滯后性，對整個生產發(fā)酵環(huán)節(jié)會產生一定的影響。

3.2 模糊PID算法

模糊PID算法可以實時的控制葡萄酒發(fā)酵過程中的溫度變化，當發(fā)酵過程中的溫度過高或者過低的時候，模糊PID算法會及時做出反應并將信號傳遞給指揮中心，反應十分迅速，現(xiàn)場的工作人員可以在第一時間得到數(shù)據并及時做出調整，保證整個生產發(fā)酵過程的順利進行。

3.3 常規(guī)PID控制和模糊PID控制的仿真

從實際試驗結果來看，模糊PID控制的表現(xiàn)要比常規(guī)PID控制的表現(xiàn)好，模糊PID控制彌補了常規(guī)PID控制出現(xiàn)的一些問題和不足，使常規(guī)PID控制系統(tǒng)的一個完善和補充，能及時地反映溫度變化并做出反應，對整個控制系統(tǒng)的性能都作了改善，處理效果要好，處理速度要快，跟隨性更強。

4 工程上的實施

葡萄酒的發(fā)酵是一項極其繁雜的過程，在這一過程中，需要完備的操作系統(tǒng)作為支撐。一套好的葡萄酒發(fā)酵系統(tǒng)，要包含微機操作站，控制站，現(xiàn)場監(jiān)測儀和執(zhí)行機構組成，微機操作站需要技術人員和工程師全程操作和指揮，這個環(huán)節(jié)是整個發(fā)酵過程的指導和技術環(huán)節(jié)，對整個發(fā)酵過程起著至關重要的作用，控制站要及時掌握發(fā)酵過程中的各項信息并做出準確判斷和指示，把每一個環(huán)節(jié)的生產過程都控制好，這樣才能保證葡萄酒發(fā)酵過程不出現(xiàn)任何意外狀況，現(xiàn)場監(jiān)測儀要保證能順利工作，及時發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過程中的任何問題并做出反應，執(zhí)行機構要隨時做好應對突發(fā)狀況的準備，在任何情況下都要保持高度的工作自覺性。只有在這四個部分中分發(fā)揮作用的基礎之上，在能保證整個發(fā)酵過程的順利完成。

葡萄酒生產過程會遇到各種各樣的問題和狀況，這些狀況都要及時處理好才能保證葡萄酒的質量，現(xiàn)在很多葡萄酒生產地區(qū)的發(fā)酵罐區(qū)的自然條件都很差，在這樣的環(huán)境對葡萄酒發(fā)酵操作系統(tǒng)的要求提出了嚴峻的考驗，對儀表和控制器的要求都高出一般水平，只有這樣才能保證儀器儀表能夠正常工作，提高工作的安全性和穩(wěn)定性。模糊PID控制系統(tǒng)經過重重監(jiān)測和調試，確定在葡萄酒生產過程中能夠穩(wěn)定運行，且它的安全性和抗干擾能力都能夠達到要求。此外，與傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)相比，當發(fā)酵過程中出現(xiàn)異常情況時，它能迅速作出相應的反應并進行自動調整，且該系統(tǒng)的開發(fā)和操作都十分容易。

5 結語

通過對傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)和模糊PID控制系統(tǒng)，在葡萄酒發(fā)酵過程中，模糊PID控制系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)更能適應發(fā)酵過程中的突發(fā)情況并及時處理這種情況，在溫度控制方面，模糊PID控制系統(tǒng)能更加智能的控制發(fā)酵過程中的溫度變化，節(jié)省了更多的人力物力資源，使得發(fā)酵過程的效率變得更高且控制精度也相應得到提高，不僅使葡萄酒發(fā)酵的生產成本降低了，而且使葡萄酒的質量也打得到了一定的保證，提高了葡萄酒廠的經濟效益。