CN117348634B - 烟叶晾制环境调节方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents
烟叶晾制环境调节方法、系统、电子设备及存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及烟叶晾制环境调节方法、系统、电子设备及存储介质，当前，对雪茄烟烟叶晾制阶段温湿度调节的研究存在未能精确调节的问题，本发明提出以下方案，通过对传感器数据去噪和结合室外空气因素对晾房室内温湿度的影响，对温度、湿度以及气流速度之间耦合关系进行解耦，达到温湿度调节器精确调节晾房室内温湿度的目的，使得雪茄烟烟叶在晾制的四个阶段始终保持最佳温湿度，得到优质的雪茄茄衣烟叶和雪茄茄芯烟叶，从而显著提高雪茄烟的质量。
Description
技术领域
本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及烟叶晾制环境调节方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
雪茄烟叶在烟草分类上属于晾烟范畴，所谓“晾烟”，就是烟叶的调制方式为晾制。晾制的基本原理是，将采收的鲜烟叶晾挂在温湿度适宜、通风条件良好的晾房内，让处于饥饿代谢状态的烟叶，依赖于自身有限的水分含量维持和完成一系列的物质代谢、生理生化反应，直至烟叶完全干燥、生命活动终止。晾制的目的是巩固和发展烟叶在大田期所积累的质量特征、彰显外观质量特点、基本形成品质风格。烟叶外观质量和内在品质的优良与否，关键取决于晾制技术和晾制工艺。现有的技术中，集中在雪茄烟叶的晾制技术装置方面和雪茄烟叶含水量问题的研究，有研究者也进行过晾制期温湿度参数的研究，但其重点是晾制期各阶段的温湿度参数范围，同时忽略其他空气因素和传感器噪声对晾房室内温湿度的影响，没有从根本上解决整个晾制期温湿度调节的问题。
如授权公告号为CN103471189B的中国专利公开了一种多层仓库除湿系统及控制方式，适用于对库区湿度有一定要求的烟叶醇化库、备件库、原料库等各种多层仓库。高效除湿机安装在库外或库内，通过送、回风总管与每层仓库连接，穿越楼层处设防火阀，每层仓库送、回风支管与总管通过电动风阀连接。仓库可以分层除湿，也可以同时除湿。在某层仓库湿度达到要求后，对应回风阀关闭，送风阀关闭到最小开度，保证库区微正压。若各层仓库均达到湿度要求，则停除湿机。此种除湿系统及控制方式可减少除湿机安装总数量，可降低设备购置费用，可降低设备安装、维护及运行费用，可降低配套设备购置及运行费用。
以上专利存在本背景技术提出的问题：未能精确调节晾房室内温湿度，调节晾房室内温湿度缺乏对传感器噪声的优化，缺少对晾房室内其他空气因素的优化，为了解决这些问题，本申请设计了烟叶晾制环境调节方法、系统、电子设备及存储介质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了烟叶晾制环境调节方法，首先得到晾房动态感知数据，其次如果需要调节温度，根据最佳温度和当前温度之间的热量差，结合晾房室内设备吸热的热量进行温度调节，如果需要调节湿度，计算最佳湿度和当前湿度之间的空气含湿量差，结合晾房室内设备吸湿的湿量进行湿度调节，最后通过实时对晾房内温湿度进行监测，并综合考虑动态感知数据之间耦合关系，实时调节晾房内温湿度，提供了烟叶晾制环境调节系统，首先通过温湿度传感器检测晾房内温湿度，并对温湿度传感器数据进行预处理，然后根据雪茄烟烟叶晾制阶段温湿度标准判断是否需要调节晾房内温湿度，如果需要调节晾房内温湿度，计算调节器的工作温湿度，通过对温湿度解耦，实现精准调节晾房室内的温湿度，使得雪茄烟烟叶在晾制阶段温湿度更适宜，获得更高品质的雪茄烟外包皮烟叶。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
烟叶晾制环境调节方法，具体步骤包括：
S1：进行温湿度检测，获取晾房的动态感知数据，对采集到的晾房动态感知数据预处理；
S2：根据所述动态感知数据，分析影响晾房室内空气环境的因素，判断当前晾房室内温度是否为雪茄烟烟叶晾制阶段最佳温度，如果不是最佳温度，通过计算最佳温度和当前温度之间的热量差，结合晾房室内设备吸热的影响，去除晾房室内湿度、气流速度与温度之间的耦合关系，计算加热器或冷却器的工作温度，使用加热器或冷却器调节晾房内温度值；
S3：判断当前晾房室内湿度是否为雪茄烟烟叶晾制阶段最佳湿度，如果不是最佳湿度，通过计算最佳湿度和当前湿度之间的空气含湿量差，结合晾房室内设备吸湿的影响，去除晾房室内温度、气流速度与湿度之间的耦合关系，计算加湿器的加湿量或除湿器的除湿量，使用加湿器或除湿器调节晾房内湿度值；
S4：通过实时对晾房内温湿度进行监测，并综合考虑动态感知数据之间耦合关系，实时调节晾房内温湿度，达到雪茄烟烟叶晾制阶段最佳温湿度。
具体的，S1步骤所述动态感知数据包括：晾房内外温度、晾房内外湿度、晾房内气流速度，S1步骤所述预处理包括去噪和计算室外天气因素权重值，S1具体步骤如下：
S101：传感器检测晾房室内外温湿度和室内气流速度；
S102：由于温湿度传感器在测量晾房室内外气象数据时，会出现设备故障、高频热噪声以及电路干扰等情况，无法实时获取到准确值，因此需要进行噪声处理，去噪计算公式为：
，
其中是去噪后的温湿度传感器采集数据，/>是去噪前的温湿度传感器采集数据，/>表示温湿度传感器去噪过程中的噪声因子，噪声因子计算公式为：
，
其中，表示温湿度传感器经验误差，/>表示调节因子，/>表示系统状态转移矩阵；
S103：室外天气因素指室外温湿度对晾房室内空气状况的影响，在不同的室外温湿度情况下，应及时调节室内设备参数来适应外界环境对晾房室内温湿度的影响，室外天气因素权重值计算公式为：
，
其中，表示室外天气因素权重值，/>表示晾房室内外温度差，/>表示室外温湿度传感器噪声因子，/>表示室内温湿度传感器噪声因子，/>表示晾房墙壁导热系数，S表示晾房表面总面积，/>表示晾房室外湿度，/>表示晾房室内墙壁厚度，/>表示晾房室内湿度；
具体的，S2步骤包括调节晾房室内温度和抗干扰环节，具体步骤如下：
S201：根据晾房室内环境确认温度调节所需计算的参数，判断需要对晾房升温或是降温，根据晾房室内初始温度、晾房晾制阶段最佳温度计算加热器或冷却器工作所需温度，计算加热器或冷却器工作温度和工作时间的关系；
加热器工作温度和工作时间的关系的计算公式为：
，
其中，表示加热器工作温度，/>表示晾房晾制阶段最佳温度，/>表示加热器工作时间，/>表示晾房室内初始温度，/>表示加热器传热系数，/>表示加热器散热面积，/>表示晾房室内空气比热容，/>表示晾房室内空气的密度，v表示晾房体积，/>表示加热器的送风量，/>表示室外天气因素权重值，/>表示加热器电机散热量，/>表示由晾房内物体吸收的热量，/>的计算公式为：
，
其中，表示晾房设备对流换热系数，δ表示斯特藩-玻尔兹曼常数，/>表示晾房内温度差，/>表示晾房设备编号，/>和/>表示对应晾房设备与加热器之间的距离和高度；
具体的冷却器工作温度和工作时间关系的计算公式为：
，
其中，表示冷却器工作温度，/>表示冷却器出口空气比热容，/>表示冷却器工作时间，/>表示冷却器出口空气密度，/>表示冷却器出口空气风量，/>表示晾房室内初始空气热焓，/>表示晾房室内最终空气热焓，/>表示室外天气因素权重值，Q表示自然散热量；
S202：在实际调节温度过程中，温度与湿度、气流速度之间存在强耦合效应，加入抗干扰环节，通过计算加热器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿、加热器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿、冷却器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿以及冷却器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿，去除气流速度和湿度对温度的影响，对加热器或冷却器的工作温度进行优化；
加热器工作温度去耦合计算公式为：
，
其中，表示加热器工作温度和晾房室内湿度的传递函数，用于描述加热器工作期间晾房室内湿度对其影响的动态特性，具体加热器工作温度和晾房室内湿度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示房间升温温度函数的时间常数，/>表示加热器加热晾房室内时滞时间，/>表示晾房室内湿度变化折合成加热器温度变化的放大系数；
表示加热器工作温度和晾房室内气流速度的传递函数，具体加热器工作温度和晾房室内气流速度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示晾房室内气流速度变化折合成加热器温度变化的放大系数；
表示加热器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿，根据前馈控制的不变性原理，校正加热器工作温度与晾房室内气流速度，解除耦合关系，具体加热器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿计算公式为：
，
表示加热器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿，/>表示加热器工作温度和晾房晾制阶段最佳温度的传递函数，具体加热器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿计算公式为：
，
表示优化后的加热器工作温度；
冷却器工作温度去耦合公式为：
，
其中，表示冷却器工作温度和晾房室内湿度的传递函数，具体冷却器工作温度和晾房室内湿度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示房间降温温度函数的时间常数，/>表示冷却器降温晾房室内时滞时间，/>表示晾房室内湿度变化折合成冷却器温度变化的放大系数；
表示冷却器工作温度和晾房室内气流速度的传递函数，具体冷却器工作温度和晾房室内气流速度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示晾房室内气流速度变化折合成冷却器温度变化的放大系数；
表示冷却器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿，具体冷却器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿计算公式为：
，
其中，表示冷却器工作温度和晾房晾制阶段最佳温度的传递函数；
表示冷却器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿，具体冷却器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿计算公式为：
，
表示优化后的冷却器工作温度；
具体的，S3步骤包括调节晾房室内湿度和抗干扰环节，具体步骤如下：
S301：根据晾房室内环境确认湿度调节所需计算的参数，判断需要对晾房加湿或是除湿，根据晾房室内初始湿度、烟叶晾制阶段最佳湿度计算加湿器或除湿器工作所需加湿、排湿量，计算加湿器或除湿器工作加湿量、排湿量和工作时间的关系，加湿器工作加湿量和加湿器工作时间关系的计算公式为：
，
其中，表示加湿器工作加湿量，/>表示加湿器工作损耗系数，/>表示加湿器工作时间，/>表示室外天气因素权重值，P表示晾房内空气压力，/>表示晾房室内初始湿度，/>表示烟叶晾制阶段最佳湿度，/>表示晾房设备以及雪茄烟烟叶吸收湿量，/>表示晾房初始水蒸气分压力，/>表示晾房加湿器工作后最终水蒸气分压力；
除湿器工作除湿量和除湿器工作时间关系的计算公式为：
，
其中，表示除湿器工作除湿量，/>表示除湿器工作损耗系数，/>表示除湿器工作时间，/>表示室外天气因素权重值，/>表示晾房除湿器工作后最终水蒸气分压力；
S302：加入抗干扰环节，通过计算加湿器工作加湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿、加湿器工作加湿量和晾房室内温度的前馈补偿、除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿以及除湿器工作除湿量和晾房室内温度的前馈补偿，去除气流速度和温度对湿度的影响，对加湿器工作加湿量或除湿器工作除湿量进行优化；
加湿器工作加湿量去耦合计算公式为：
，
其中，表示加湿器工作加湿量和晾房室内温度的传递函数，具体加湿器加湿量和晾房室内温度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示房间加湿量函数的时间常数，/>表示加湿器加湿时滞时间，/>表示晾房室内温度变化折合成加湿器加湿量变化的放大系数；
表示加湿器工作加湿量和晾房室内气流速度的传递函数，具体加湿器加湿量和晾房室内气流速度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示晾房室内气流速度变化折合成加湿器加湿量变化的放大系数；
表示加湿器工作加湿量和气流速度的前馈补偿，具体加湿器工作加湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿计算公式为：
，
其中，表示加湿器工作加湿量和晾房晾制阶段最佳湿度的传递函数；
表示加湿器工作加湿量和晾房室内温度的前馈补偿，具体加湿器工作加湿量和晾房室内温度的前馈补偿计算公式为：
，
表示优化后的加湿器工作加湿量；
除湿器工作除湿量去耦合计算公式为：
，
其中，表示除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的传递函数，具体除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示房间除湿量函数的时间常数，/>表示除湿器除湿时滞时间，/>表示晾房室内气流速度变化折合成除湿器除湿量变化的放大系数；
表示除湿器工作除湿量和晾房室内温度的传递函数，具体除湿器工作除湿量和晾房室内温度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示晾房室内温度变化折合成除湿器除湿量变化的放大系数；
表示除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿，具体除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿计算公式为：
，
其中，表示除湿器工作除湿量和晾房晾制阶段最佳湿度的传递函数；
表示除湿器工作除湿量和晾房室内温度的前馈补偿，具体除湿器工作除湿量和晾房室内温度的前馈补偿计算公式为：
，
表示优化后的除湿器工作除湿量；
具体的，所述晾房内气流速度是指晾房内空气流速，通过风机保持晾房内通风状态，气流速度的计算公式为：
，
其中，表示风机工作后的气流速度，/>表示风机横截面积，n表示风机回转次数，/>为风机工作效率，/>为风机机械效率，/>为风机容量储备系数，/>为风机工作功率，/>为风机工作风压，/>为风机通风工作时间，/>表示风机单次回转时间。
烟叶晾制环境调节系统，其包括：
晾房温湿度检测模块，用于根据雪茄烟烟叶不同晾制阶段温湿度标准，获取晾房的动态感知数据；
晾房温度调节模块：用于判断晾房内温度是否符合设定值，自动调节加热器或冷却器的工作温度；
晾房湿度调节模块：用于判断晾房内湿度是否符合设定值，自动调节加湿器或除湿器的工作加湿、排湿量。
具体的，所述晾房温湿度检测模块包括：
温湿度检测传感器单元，用于检测晾房室内外温湿度数据并保存；
温湿度数据预处理单元，用于对传感器数据去噪和计算室外天气因素权重值；
具体的，所述晾房温度调节模块包括：
加热器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行升温；
冷却器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行降温；
温度自动去耦合单元，用于对晾房内各控制器整体分析，去除加热器或冷却器工作温度与湿度、气体流速之间耦合关系。
具体的，所述晾房湿度调节模块包括：
加湿器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行加湿；
除湿器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行除湿；
湿度自动去耦合单元，用于对晾房内各控制器整体分析，去除加湿器或除湿器器工作加湿量、除湿量与温度、气体流速之间耦合关系。
一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上述任一项所述的烟叶晾制环境调节方法。
一种电子设备，包括处理器和上述的存储介质，所述处理器执行所述存储介质中的指令时，实现上述任一项所述的烟叶晾制环境调节方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明综合温湿度对雪茄烟烟叶晾制过程中的影响，改进雪茄烟烟叶晾制阶段温湿度调节系统，改进后的系统整体具备所需实时性、精确性的优点，并且提高了雪茄烟烟叶晾制速度；
2.本发明对温湿度传感器中的噪声进行去除，识别传感器噪声中对温湿度数据有可能产生的污染，在调节温湿度过程中额外丢弃白噪声冗余数据，并在预处理过程中加入室外天气因素的影响，提高温湿度调节的全面性和效率性；
3.本发明考虑温度、湿度以及气流速度之间的耦合关系，进行解耦，使用温湿度调节器实时调节晾房室内温湿度，快速精确达到雪茄烟烟叶晾制阶段的最佳温度，提高雪茄茄芯烟叶质量，提高雪茄烟烟叶的外观颜色、色泽的均匀性和整体质量。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例烟叶晾制阶段环境调节方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的烟叶晾制阶段环境调节系统模块图；
图3为为本发明烟叶晾制阶段环境调节流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
请参阅图1和图3，本发明提供的一种实施例：烟叶晾制环境调节方法，具体步骤包括：
S1：进行温湿度检测，获取晾房的动态感知数据，对采集到的晾房动态感知数据预处理；
S2：根据动态感知数据，分析影响晾房室内空气环境的因素，判断当前晾房室内温度是否为雪茄烟烟叶晾制阶段最佳温度，如果不是最佳温度，通过计算最佳温度和当前温度之间的热量差，结合晾房室内设备吸热的影响，去除晾房室内湿度、气流速度与温度之间的耦合关系，计算加热器或冷却器的工作温度，使用加热器或冷却器调节晾房内温度值；
S3：判断当前晾房室内湿度是否为雪茄烟烟叶晾制阶段最佳湿度，如果不是最佳湿度，通过计算最佳湿度和当前湿度之间的空气含湿量差，结合晾房室内设备吸湿的影响，去除晾房室内温度、气流速度与湿度之间的耦合关系，计算加湿器的加湿量或除湿器的除湿量，使用加湿器或除湿器调节晾房内湿度值；
S4：通过实时对晾房内温湿度进行监测，并综合考虑动态感知数据之间耦合关系，实时调节晾房内温湿度，达到雪茄烟烟叶晾制阶段最佳温湿度。
具体的，S1步骤动态感知数据包括：晾房内外温度、晾房内外湿度、晾房内气流速度，S1步骤预处理包括去噪和计算室外天气因素权重值，S1具体步骤如下：
S101：传感器检测晾房室内外温湿度和室内气流速度；
S102：由于温湿度传感器在测量晾房室内外气象数据时，会出现设备故障、高频热噪声以及电路干扰等情况，无法实时获取到准确值，因此需要进行噪声处理，去噪计算公式为：
，
其中是去噪后的温湿度传感器采集数据，/>是去噪前的温湿度传感器采集数据，/>表示温湿度传感器去噪过程中的噪声因子，噪声因子计算公式为：
，
其中，表示温湿度传感器经验误差，/>表示调节因子，/>表示系统状态转移矩阵；
S103：室外天气因素指室外温湿度对晾房室内空气状况的影响，在不同的室外温湿度情况下，应及时调节室内设备参数来适应外界环境对晾房室内温湿度的影响，室外天气因素权重值计算公式为：
，
其中，表示室外天气因素权重值，/>表示晾房室内外温度差，/>表示室外温湿度传感器噪声因子，/>表示室内温湿度传感器噪声因子，/>表示晾房墙壁导热系数，S表示晾房表面总面积，/>表示晾房室外湿度，/>表示晾房室内墙壁厚度，/>表示晾房室内湿度；
具体的，S2步骤包括调节晾房室内温度和抗干扰环节，具体步骤如下：
S201：根据晾房室内环境确认温度调节所需计算的参数，判断需要对晾房升温或是降温，根据晾房室内初始温度、晾房晾制阶段最佳温度计算加热器或冷却器工作所需温度，计算加热器或冷却器工作温度和工作时间的关系；
加热器工作温度和工作时间的关系的计算公式为：
，
其中，表示加热器工作温度，/>表示晾房晾制阶段最佳温度，/>表示加热器工作时间，/>表示晾房室内初始温度，/>表示加热器传热系数，/>表示加热器散热面积，/>表示晾房室内空气比热容，/>表示晾房室内空气的密度，v表示晾房体积，/>表示加热器的送风量，/>表示室外天气因素权重值，/>表示加热器电机散热量，/>表示由晾房内物体吸收的热量，/>的计算公式为：
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其中，表示晾房设备对流换热系数，δ表示斯特藩-玻尔兹曼常数，/>表示晾房内温度差，/>表示晾房设备编号，/>和/>表示对应晾房设备与加热器之间的距离和高度；
具体的冷却器工作温度和工作时间关系的计算公式为：
，
其中，表示冷却器工作温度，/>表示冷却器出口空气比热容，/>表示冷却器工作时间，/>表示冷却器出口空气密度，/>表示冷却器出口空气风量，/>表示晾房室内初始空气热焓，/>表示晾房室内最终空气热焓，/>表示室外天气因素权重值，Q表示自然散热量；
S202：在实际调节温度过程中，温度与湿度、气流速度之间存在强耦合效应，加入抗干扰环节，通过计算加热器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿、加热器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿、冷却器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿以及冷却器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿，去除气流速度和湿度对温度的影响，对加热器或冷却器的工作温度进行优化；
加热器工作温度去耦合计算公式为：
，
其中，表示加热器工作温度和晾房室内湿度的传递函数，用于描述加热器工作期间晾房室内湿度对其影响的动态特性，具体加热器工作温度和晾房室内湿度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示房间升温温度函数的时间常数，/>表示加热器加热晾房室内时滞时间，/>表示晾房室内湿度变化折合成加热器温度变化的放大系数；
表示加热器工作温度和晾房室内气流速度的传递函数，具体加热器工作温度和晾房室内气流速度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示晾房室内气流速度变化折合成加热器温度变化的放大系数；
表示加热器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿，根据前馈控制的不变性原理，校正加热器工作温度与晾房室内气流速度，解除耦合关系，具体加热器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿计算公式为：/>
，
表示加热器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿，/>表示加热器工作温度和晾房晾制阶段最佳温度的传递函数，具体加热器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿计算公式为：
，
表示优化后的加热器工作温度；
冷却器工作温度去耦合公式为：
，
其中，表示冷却器工作温度和晾房室内湿度的传递函数，具体冷却器工作温度和晾房室内湿度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示房间降温温度函数的时间常数，/>表示冷却器降温晾房室内时滞时间，/>表示晾房室内湿度变化折合成冷却器温度变化的放大系数；
表示冷却器工作温度和晾房室内气流速度的传递函数，具体冷却器工作温度和晾房室内气流速度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示晾房室内气流速度变化折合成冷却器温度变化的放大系数；
表示冷却器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿，具体冷却器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿计算公式为：
，
其中，表示冷却器工作温度和晾房晾制阶段最佳温度的传递函数；
表示冷却器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿，具体冷却器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿计算公式为：
，
表示优化后的冷却器工作温度；
具体的，S3步骤包括调节晾房室内湿度和抗干扰环节，具体步骤如下：
S301：根据晾房室内环境确认湿度调节所需计算的参数，判断需要对晾房加湿或是除湿，根据晾房室内初始湿度、烟叶晾制阶段最佳湿度计算加湿器或除湿器工作所需加湿、排湿量，计算加湿器或除湿器工作加湿量、排湿量和工作时间的关系，加湿器工作加湿量和加湿器工作时间关系的计算公式为：
，
其中，表示加湿器工作加湿量，/>表示加湿器工作损耗系数，/>表示加湿器工作时间，/>表示室外天气因素权重值，P表示晾房内空气压力，/>表示晾房室内初始湿度，/>表示烟叶晾制阶段最佳湿度，/>表示晾房设备以及雪茄烟烟叶吸收湿量，/>表示晾房初始水蒸气分压力，/>表示晾房加湿器工作后最终水蒸气分压力；
除湿器工作除湿量和除湿器工作时间关系的计算公式为：
，
其中，表示除湿器工作除湿量，/>表示除湿器工作损耗系数，/>表示除湿器工作时间，/>表示室外天气因素权重值，/>表示晾房除湿器工作后最终水蒸气分压力；
S302：加入抗干扰环节，通过计算加湿器工作加湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿、加湿器工作加湿量和晾房室内温度的前馈补偿、除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿以及除湿器工作除湿量和晾房室内温度的前馈补偿，去除气流速度和温度对湿度的影响，对加湿器工作加湿量或除湿器工作除湿量进行优化；
加湿器工作加湿量去耦合计算公式为：
，
其中，表示加湿器工作加湿量和晾房室内温度的传递函数，具体加湿器加湿量和晾房室内温度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示房间加湿量函数的时间常数，/>表示加湿器加湿时滞时间，/>表示晾房室内温度变化折合成加湿器加湿量变化的放大系数；
表示加湿器工作加湿量和晾房室内气流速度的传递函数，具体加湿器加湿量和晾房室内气流速度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示晾房室内气流速度变化折合成加湿器加湿量变化的放大系数；
表示加湿器工作加湿量和气流速度的前馈补偿，具体加湿器工作加湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿计算公式为：/>
，
其中，表示加湿器工作加湿量和晾房晾制阶段最佳湿度的传递函数；
表示加湿器工作加湿量和晾房室内温度的前馈补偿，具体加湿器工作加湿量和晾房室内温度的前馈补偿计算公式为：
，
表示优化后的加湿器工作加湿量；
除湿器工作除湿量去耦合计算公式为：
，
其中，表示除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的传递函数，具体除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示房间除湿量函数的时间常数，/>表示除湿器除湿时滞时间，/>表示晾房室内气流速度变化折合成除湿器除湿量变化的放大系数；
表示除湿器工作除湿量和晾房室内温度的传递函数，具体除湿器工作除湿量和晾房室内温度的传递函数计算公式为：
，
其中，表示晾房室内温度变化折合成除湿器除湿量变化的放大系数；
表示除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿，具体除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿计算公式为：
，
其中，表示除湿器工作除湿量和晾房晾制阶段最佳湿度的传递函数；
表示除湿器工作除湿量和晾房室内温度的前馈补偿，具体除湿器工作除湿量和晾房室内温度的前馈补偿计算公式为：
，
表示优化后的除湿器工作除湿量；
具体的，晾房内气流速度是指晾房内空气流速，通过风机保持晾房内通风状态，气流速度的计算公式为：
，
其中，表示风机工作后的气流速度，/>表示风机横截面积，n表示风机回转次数，/>为风机工作效率，/>为风机机械效率，/>为风机容量储备系数，/>为风机工作功率，/>为风机工作风压，/>为风机通风工作时间，/>表示风机单次回转时间。
实施例2：
请参阅图2，本发明提供一种实施例：烟叶晾制环境调节系统，其包括：
晾房温湿度检测模块，用于根据雪茄烟烟叶不同晾制阶段温湿度标准，获取晾房的动态感知数据；
晾房温度调节模块：用于判断晾房内温度是否符合设定值，自动调节加热器或冷却器的工作温度；
晾房湿度调节模块：用于判断晾房内湿度是否符合设定值，自动调节加湿器或除湿器的工作加湿、排湿量；
具体的，所述晾房温湿度检测模块包括：
温湿度检测传感器单元，用于检测晾房室内外温湿度数据并保存；
温湿度数据预处理单元，用于对传感器数据去噪和计算室外天气因素权重值；
具体的，所述晾房温度调节模块包括：
加热器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行升温；
冷却器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行降温；
温度自动去耦合单元，用于对晾房内各控制器整体分析，去除加热器或冷却器工作温度与湿度、气体流速之间耦合关系。
具体的，所述晾房湿度调节模块包括：
加湿器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行加湿；
除湿器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行除湿；
湿度自动去耦合单元，用于对晾房内各控制器整体分析，去除加湿器或除湿器器工作加湿量、除湿量与温度、气体流速之间耦合关系。
实施例3：
本发明实施例的一种存储介质，存储介质中存储有指令，当计算机读取指令时，使计算机执行上述任一项的烟叶晾制环境调节方法。
实施例4：
本发明实施例的一种电子设备，包括处理器和上述的存储介质，处理器执行存储介质中的指令时，实现上述任一项的烟叶晾制环境调节方法。其中，电子设备可以选用电脑、手机等。
所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。
因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件（包括固件、驻留软件、微代码等），还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.烟叶晾制环境调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：进行温湿度检测，获取晾房的动态感知数据，对采集到的晾房动态感知数据预处理；
S2：根据所述动态感知数据，分析影响晾房室内空气环境的因素，判断当前晾房室内温度是否为雪茄烟烟叶晾制阶段最佳温度，如果不是最佳温度，通过计算最佳温度和当前温度之间的热量差，结合晾房室内设备吸热的影响，去除晾房室内湿度、气流速度与温度之间的耦合关系，计算加热器或冷却器的工作温度，使用加热器或冷却器调节晾房内温度值；
S3：判断当前晾房室内湿度是否为雪茄烟烟叶晾制阶段最佳湿度，如果不是最佳湿度，通过计算最佳湿度和当前湿度之间的空气含湿量差，结合晾房室内设备吸湿的影响，去除晾房室内温度、气流速度与湿度之间的耦合关系，计算加湿器的加湿量或除湿器的除湿量，使用加湿器或除湿器调节晾房内湿度值；
S4：通过实时对晾房内温湿度进行监测，并综合考虑动态感知数据之间耦合关系，实时调节晾房内温湿度，达到雪茄烟烟叶晾制阶段最佳温湿度；
所述动态感知数据包括：晾房内外温度、晾房内外湿度、晾房内气流速度，所述预处理包括去噪和计算室外天气因素权重值；
所述去噪的噪声是外部白噪声，去噪计算公式为：
，
其中是去噪后的温湿度传感器采集数据，/>是去噪前的温湿度传感器采集数据，/>表示温湿度传感器去噪过程中的噪声因子，噪声因子计算公式为：
，
其中，表示温湿度传感器经验误差，/>表示调节因子，/>表示系统状态转移矩阵；
所述雪茄烟烟叶晾制阶段包括晾晒期、变色期、定色期以及干筋期；
所述S2包括以下步骤：
S201：根据晾房室内环境确认温度调节所需计算的参数，判断需要对晾房升温或是降温，根据晾房室内初始温度、晾房晾制阶段最佳温度计算加热器或冷却器工作所需温度，计算加热器或冷却器工作温度和工作时间的关系；
加热器工作温度和工作时间的关系的计算公式为：
，
其中，表示加热器工作温度，/>表示烟叶晾制阶段最佳温度，/>表示加热器工作时间，/>表示晾房室内初始温度，/>表示加热器传热系数，/>表示加热器散热面积，/>表示晾房室内空气比热容，/>表示晾房室内空气的密度，v表示晾房体积，/>表示加热器的送风量，/>表示室外天气因素权重值，/>表示加热器电机散热量，/>表示由晾房内物体吸收的热量，/>的计算公式为：
，
其中，表示晾房设备对流换热系数，δ表示斯特藩-玻尔兹曼常数，/>表示晾房室内温度差，/>表示晾房设备编号，/>和/>表示对应晾房设备与加热器之间的距离和高度；
具体的冷却器工作温度和工作时间关系的计算公式为：
，
其中，表示冷却器工作温度，/>表示冷却器出口空气比热容，/>表示冷却器工作时间，/>表示冷却器出口空气密度，/>表示冷却器出口空气风量，/>表示晾房室内初始空气热焓，/>表示晾房室内最终空气热焓，/>表示室外天气因素权重值，Q表示自然散热量；
S202：加入抗干扰环节，通过计算加热器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿、加热器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿、冷却器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿以及冷却器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿，去除气流速度和湿度对温度的影响，对加热器或冷却器的工作温度进行优化；
加热器工作温度去耦合计算公式为：
，
其中，表示加热器工作温度和晾房室内湿度的传递函数，/>表示加热器工作温度和晾房室内气流速度的传递函数，/>表示加热器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿，/>表示加热器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿，/>表示优化后的加热器工作温度；
冷却器工作温度去耦合公式为：
，
其中，表示冷却器工作温度和晾房室内湿度的传递函数，/>表示冷却器工作温度和晾房室内气流速度的传递函数，/>表示冷却器工作温度和晾房室内气流速度的前馈补偿，/>表示冷却器工作温度和晾房室内湿度的前馈补偿，表示优化后的冷却器工作温度；
所述S3包括以下步骤：
S301：根据晾房室内环境确认湿度调节所需计算的参数，判断需要对晾房加湿或是除湿，根据晾房室内初始湿度、晾房晾制阶段最佳湿度计算加湿器或除湿器工作所需加湿、排湿量，计算加湿器或除湿器器工作所需加湿量、排湿量和工作时间的关系，加湿器工作加湿量和加湿器工作时间关系的计算公式为：
，
其中，表示加湿器工作加湿量，/>表示加湿器工作损耗系数，/>表示加湿器工作时间，/>表示室外天气因素权重值，P表示晾房内空气压力，/>表示晾房室内初始湿度，/>表示烟叶晾制阶段最佳湿度，/>表示晾房设备以及雪茄烟烟叶吸收湿量，/>表示晾房初始水蒸气分压力，/>表示加湿器工作后晾房最终水蒸气分压力；
除湿器工作除湿量和除湿器工作时间关系的计算公式为：
，
其中，表示除湿器工作除湿量，/>表示除湿器工作损耗系数，/>表示除湿器工作时间，/>表示室外天气因素权重值，/>表示除湿器工作后晾房最终水蒸气分压力；
S302：加入抗干扰环节，通过计算加湿器工作加湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿、加湿器工作加湿量和晾房室内温度的前馈补偿、除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿以及除湿器工作除湿量和晾房室内温度的前馈补偿，去除气流速度和温度对湿度的影响，对加湿器工作加湿量或除湿器工作除湿量进行优化；
加湿器工作加湿量去耦合计算公式为：
，
其中，表示加湿器工作加湿量和晾房室内温度的传递函数，表示加湿器工作加湿量和晾房室内气流速度的传递函数，/>表示加湿器工作加湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿，/>表示加湿器工作加湿量和晾房室内温度的前馈补偿，/>表示优化后的加湿器工作加湿量；
除湿器工作除湿量去耦合计算公式为：
，
其中，表示除湿器工作除湿量和晾房室内温度的传递函数，/>表示除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的传递函数，/>表示除湿器工作除湿量和晾房室内气流速度的前馈补偿，/>表示除湿器工作除湿量和晾房室内温度的前馈补偿，/>表示优化后的除湿器工作除湿量。
2.根据权利要求1所述的烟叶晾制环境调节方法，其特征在于，所述晾房内气流速度是指晾房内空气流速，通过风机保持晾房内通风状态，气流速度的计算公式为：
，
其中，表示风机工作后的气流速度，/>表示风机横截面积，n表示风机回转次数，为风机工作效率，/>为风机机械效率，/>为风机容量储备系数，/>为风机工作功率，为风机工作风压，/>为风机通风工作时间，/>为风机单次回转时间。
3.烟叶晾制环境调节系统，基于如权利要求1-2任一项所述的烟叶晾制环境调节方法实现，其特征在于，所述系统包括晾房温湿度检测模块、晾房温度调节模块、晾房湿度调节模块；
所述晾房温湿度检测模块：用于根据雪茄烟烟叶不同晾制阶段温湿度标准，获取晾房的动态感知数据；
所述晾房温度调节模块：用于判断晾房内温度是否符合设定值，自动调节加热器或冷却器的工作温度；
所述晾房湿度调节模块：用于判断晾房内湿度是否符合设定值，自动调节加湿器或除湿器的工作加湿、排湿量。
4.根据权利要求3所述的烟叶晾制环境调节系统，其特征在于，所述晾房温湿度检测模块包括温湿度检测传感器单元和温湿度数据预处理单元。
5.根据权利要求4所述的烟叶晾制环境调节系统，其特征在于，所述晾房温度调节模块包括：
加热器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行升温；
冷却器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行降温；
温度自动去耦合单元，用于对晾房内各控制器整体分析，去除加热器或冷却器工作温度与湿度、气体流速之间耦合关系。
6.根据权利要求5所述的烟叶晾制环境调节系统，其特征在于，所述晾房湿度调节模块包括：
加湿器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行加湿；
除湿器，用于对晾房雪茄烟烟叶晾制环境进行除湿；
湿度自动去耦合单元，用于对晾房内各控制器整体分析，去除加湿器或除湿器器工作加湿量、除湿量与温度、气体流速之间耦合关系。
7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如权利要求1至2中任一项所述的烟叶晾制环境调节方法。
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和权利要求7所述的存储介质，所述处理器执行所述存储介质中的指令时，实现如权利要求1至2中任一项所述的烟叶晾制环境调节方法。
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- 2023-12-04 CN CN202311640913.5A patent/CN117348634B/zh active Active
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