CN107121965A - 一种药用料斗清洗检测的模糊化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种药用料斗清洗检测的模糊化方法。采用的技术方案包括模糊控制规则库、模糊化模块、模糊推理机以及解模糊模块，所述解模糊模块与模糊化模块之间依次连接清洗模块、药用料斗、检测模块、特征信息处理机，其特征在于，采用如下方法：以（式中，为料斗容积变化量、V为药用料斗体积，V₀为系统默认容积，单位为L）和（式中，温度随时间的变化率，为当前温度相对默认温度偏差，单位℃，为单位时间）作为输入控制量，用于进行模糊化处理；以清洗时间t作为输出控制量，单位为S。

Description

一种药用料斗清洗检测的模糊化方法

技术领域

本发明涉及一种药用料斗清洗检测方法。

背景技术

目前针对料斗清洗展开清洗效果检测方面的文献较少，对清洗机的清洁效果尚存疑虑，对其效果验证缺乏相关经验。通常采用离线式检测，比如用电导率测试清洗取样水，但其结果很难准确表征清洗效果。其他领域清洁大多集中于清洁方法上，如Lin,Ming等利用干冰清洁绝缘表层污物，并通过实验验证干冰清洁人工、非人工污染的绝缘层的效果。Wang,Min等认为激光是清洁材料表面污染物的最直接、最有效方法，并建立评估系统以及清洁效果的评估标准。Wang,X.提出氧化电位水（EO）技术可以成为农场在线清洁系统（cleaning in place,简称CIP）的清洁和卫生消毒剂，论文采用离线式评估方法，即三磷酸腺苷生物发光法评估该技术的清洁效果优于常规CIP清洁技术。

针对料斗清洗效果检测，归根结底检测料斗桶壁上形貌特征，分析其是否残留粉尘颗粒。目前测量物体形貌的方法有：扫描法，条纹投影法，编码法，相位测量法等。由于料斗清洗腔内不存在额外光源，桶壁潮湿有水珠且粉尘颗粒较小，作者曾尝试用激光二维扫描传感器进行试验，但无法有效分辨残留物。而其余方法都需要对系统参数（光源与摄像机的相对位置、光源与被测物体的相对位置、摄像机与被测物体的相对位置等）进行测量，过程非常繁琐，再加上投影器和摄影机本身的光学系统成像差，致使测量精度难以得到保证。

目前料斗清洗过程尚存以下几个问题：

（1）现有料斗清洗包含两部分，第一部分为工艺参数，比如清洗水类型，清洗剂流量（），清洗水压力（ ），清洗水温度（℃），转盘转速（）；第二部分清洗控制工序，比如第一步清洗桶内壁及清洗时间，第二步清洗外壁及清洗时间……，清洗工序步骤的组合需要经验丰富操作人员进行设置，而这也是清洗机使用方-制药企业所缺少的。

（2）制药企业使用的料斗规格在400L-1800L之间，总数量众多，通常仅设置清洗机一种清洗方案（即清洗工序组合），从而使得能耗较高，总清洗时间较长。若针对每一种规格的料斗制定唯一清洗方案，即实施精确控制，这为前期相关工作带来巨大压力，也增加经济成本。而且为后期操作人员素质提出更高的要求。

（3）料斗清洗系统是非线性、时变的系统，难以构建精确的PID控制系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种药用料斗清洗检测的模糊化方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案包括模糊控制规则库、模糊化模块、模糊推理机以及解模糊模块，所述解模糊模块与模糊化模块之间依次连接清洗模块、药用料斗、检测模块、特征信息处理机，其特征在于，采用如下方法：

以 （式中，为料斗容积变化量、为药用料斗体积、为系统默认容积，单位为）和（式中， 温度随时间的变化率， 为当前温度相对默认温度偏差，单位，为单位时间）作为输入控制量，用于进行模糊化处理；以清洗时间 作为输出控制量，单位为 ；

取语言值为A={VS=非常小；S=小型；M=中型；L=大型；VL=非常大}；对应的论域划分为10个等级：0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1，取语言值为B={VL=非常低，L=低，M=中，H=高温，VH=非常高}；对应的论域划为9个等级：1，2，3，4，5，6，7，8，9；取清洗时间 QUOTE 语言值为C={VST=很短时间，ST=短时间，RT=标准时间，LT=长时间}；对应论域划为10个等级：0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1；

通过上述得出25条模糊语句构成的控制规则，并采用以下形式：

if and then ，将所述25条模糊语句构成的控制规则制成模糊控制规则表。

所述的药用料斗清洗检测方法，其特征在于：将模糊控制规则表输入到PLC控制器中，所述解模糊模块采用默认的重心法，将控制量由模糊量转换成精确量。

所述的药用料斗清洗检测方法，其特征在于：清洗过程参数采用默认值，即清洗水类型为冷水；清洗水压力6bar；转盘转速为0。。

本发明的药用料斗清洗检测的模糊化方法优点如下：

1、模糊控制可以把人的操作经验总结成一系列的规则，存放在计算机中，然后利用模糊理论把规则量化，使得控制器能够模仿操作人员的手动控制，从而实现计算机模拟人脑的模糊思维方法，完成了对被控系统的控制；

2、模糊控制算法引入清洗机清洗过程，设计二输入单输出的控制器，将人的清洗经验制成模糊控制规则对清洗参数进行优化，以使清洗机根据不同的料斗智能选择最优清洗参数。

下面结合说明书附图对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是本发明模糊控制器的控制流程图；

图2是本发明模糊控制规则表；

图3是模糊控制器的输入输出关系图。

具体实施方式

参照图1-图3所示，本发明的药用料斗清洗检测的模糊化方法,包括模糊控制规则库、模糊化模块、模糊推理机以及解模糊模块，所述解模糊模块与模糊化模块之间依次连接清洗模块、药用料斗、检测模块、特征信息处理机。工作原理：首先模糊化模块将控制系统输入量进行模糊化处理，将输入转变成模糊语言，然后模糊推理机根据模糊控制规则库进行逻辑运算并给出结果，所述解模糊模块将该结果转化成物理，具体方法如下：

以 （式中， 为料斗容积变化量、为药用料斗体积， 为系统默认容积，单位为）和（式中，温度随时间的变化率，为当前温度相对默认温度偏差，单位，为单位时间，所述默认温度为25）作为输入控制量，进行模糊化处理；以清洗时间 作为输出控制量，单位为 。

取语言值为A={VS=非常小；S=小型；M=中型；L=大型；VL=非常大}；对应的论域划分为10个等级：0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1，取语言值为B={VL=非常低，L=低，M=中，H=高温，VH=非常高}；对应的论域划为9个等级：1，2，3，4，5，6，7，8，9；取清洗时间语言值为C={VST=很短时间，ST=短时间，RT=标准时间，LT=长时间}；对应论域划为10个等级：0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1；

通过上述得出25条模糊语句构成的控制规则，并采用以下形式：

if and then ，将所述25条模糊语句构成的控制规则制成模糊控制规则表。上式输入控制量存在“与”的关系,即如果输入控制量存在 与，那么输出清洗时间作为输出控制量。

进一步的，运行Matlab模糊逻辑工具箱的FIS Editor窗口，确定双输入、单输出变量并选择常用的trimf隶属度函数曲线，所述模糊推理机采用Mamdani决策法，得到模糊控制器输入和输出控制量。Mamdani型的模糊推理方法是常见的模糊算法。

进一步的，将模糊控制规则表输入到模糊控制器中，所述解模糊模块采用重心法，将控制量由模糊量转换成精确量。所述重心法为模糊控制中段常用的方法，在此不做赘述。

进一步的，清洗的过程参数采用默认值（清洗机出厂需要进行料斗清洗测试，则获得该默认值），即清洗水类型为冷水；清洗水压力6bar；转盘转速为0。

上所述，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (3)

1.一种药用料斗清洗检测的模糊化方法,包括模糊控制规则库、模糊化模块、模糊推理机以及解模糊模块，所述解模糊模块与模糊化模块之间依次连接清洗模块、药用料斗、检测模块、特征信息处理机，其特征在于，采用如下方法：

以（式中，为料斗容积变化量、为药用料斗体积，为系统默认容积，单位为）和（式中，温度随时间的变化率， 为当前温度相对默认温度偏差，单位，为单位时间）作为输入控制量，用于进行模糊化处理；以清洗时间作为输出控制量，单位为；

取语言值为A={VS=非常小；S=小型；M=中型；L=大型；VL=非常大}；对应的论域划分为10个等级：0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1，取语言值为B={VL=非常低，L=低，M=中，H=高温，VH=非常高}；对应的论域划为9个等级：1，2，3，4，5，6，7，8，9；取清洗时间语言值为C={VST=很短时间，ST=短时间，RT=标准时间，LT=长时间}；对应论域划为10个等级：0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1；

通过上述得出25条模糊语句构成的控制规则，并采用以下形式：

if and then ，将所述25条模糊语句构成的控制规则制成模糊控制规则表。

2.根据权利要求1所述的药用料斗清洗检测方法，其特征在于：将模糊控制规则表输入到PLC控制器中，所述解模糊模块采用默认的重心法，将控制量由模糊量转换成精确量。

3.根据权利要求1所述的药用料斗清洗检测方法，其特征在于：清洗过程参数采用默认值，即清洗水类型为冷水；清洗水压力6bar；转盘转速为0。