模糊数学在食品工业中的应用

食品工程中的问题通常存在定义含糊、不准确或者过于复杂的特点,传统的数字分析方法并不适合该类问题。模糊数学在这方面有着先天的优势。简单介绍了模糊数学在食品行业中的应用现状。     

模糊逻辑在图像火灾报警系统中的应用

根据火灾发生时火焰面积逐渐增大、火焰边缘抖动等特征,以面积增量和尖角数的绝对变化量为判据,结合模糊控制理论对火灾火焰进行模式识别,做出灾情判断,设计了一种图像火灾报警系统.该系统可提高火灾报警的准确性和可靠性.     

基于模糊控制算法的智能风筛系统设计

目的:解决风筛机筛选农作物中杂质分离效率低、控制效果不稳定、超调等技术问题。方法:提出一种基于模糊控制算法的智能化风筛系统,选择风速及其变化率作为输入变量,以舵机角度作为输出变量,通过模糊控制规则调节舵机角度,降低风筛超调,从而提高农作物杂质筛选效率,并依靠Arduino平台搭建系统进行了现场试验。结果:经过系统测试,在玉米脱出物喂入量3 kg/s,风量低于11.7 m/s限制条件下,风筛达到杂质分离率93%以上,无超调现象,设计的模糊控制算法鲁棒性强。结论:该控制系统运行稳定,能够快速根据风速调节筛选板的角度,且控制精度高,具有良好的控制效果。     

培养条件对眼点拟微绿球藻油脂含量和EPA产率的影响

眼点拟微绿球藻(N.oculata)具有生长速度快、含油量高等优点,且其脂肪酸组成中含有大量二十碳五烯酸(EPA),因此它是微藻生物柴油的良好原料。以眼点拟微绿球藻为对象,研究了培养时间、盐度、pH值等培养条件对眼点拟微绿球藻油脂含量和EPA产率的影响。试验表明:选择稳定5 d为眼点拟微绿球藻的最佳采收时间,油脂含量为378.1 mg/g干藻,EPA产率为5.5 mg/(L·d);当盐度为16.7时,眼点拟微绿球藻的油脂含量和EPA产率均能达到最高,油脂含量为506.0 mg/g干藻,EPA产率为7.37 mg/(L·d);在适合眼点拟微绿球藻生长的pH值(8.0~10.0)下,保持整个培养过程中pH值为8.0,油脂含量和EPA产率均较高,油脂含量为471.7 mg/g干藻,EPA产率为7.45 mg/(L·d)。     

基于模糊PID控制的电磁式定量给料系统

为解决传统电磁式定量给料系统开环控制过程中给料速度设定随意性较大,无法根据智能控制策略动态调节给料速度的问题,提出并设计了一种基于模糊PID控制的电磁振动定量给料系统;设计了系统整体机械结构,通过理论分析得到了可控硅导通角与振幅的数学关系;并在此基础上建立了简化的电磁振动给料机二阶数学模型。仿真试验结果表明,该系统动态跟随性较好、控制精度较高、响应速度较快和鲁棒性较高,具有较好的应用前景。     

基于矩阵的模糊决策系统的属性约简算法

通过矩阵刻画粗糙集理论,用模糊矩阵定义了模糊粗糙集的上（下）近似、重要度等概念,给出模糊决策系统的属性约简算法。将其运用到信息系统的属性约简算法和模糊信息系统的属性约简算法中,用UCI数据集说明算法的可行性。     

An intelligent garment recommendation system based on fuzzy techniques

Abstract

Garment purchasing through the Internet has become an important trend for consumers. However, in various garment e-shopping systems, it systematically lacks personalized recommendations, like sales advisors in classical shops, in order to propose the most relevant products to different consumers according to their body shapes and fashion requirements. In this paper, we propose a consumer-oriented recommendation system by fuzzy techniques and AHP, which can be used inside a garment online shopping system like a virtual sales advisor. This system has been developed by integrating the professional knowledge of designers and shoppers and taking into account consumers’ perception on products. It can effectively help consumers to choose garments from the Internet. Compared with other prediction methods, the proposed method is more robust and interpretable owing to its capacity of treating uncertainty.     

Sensory evaluation of kokum drinks by fuzzy logic and a simple method

Kokum drink formulations were evaluated for their acceptability by fuzzy logic and a new method based on simple calculations. Both the methods showed that the sample containing sugar, cumin, cardamom, and roasted salt at 2, 0.2, 0.2, and 1 g/100 ml juice, respectively, was more acceptable. Quality attributes in general showed under ‘satisfactory’ in both the methods. When similarity values for the quality attributes of kokum samples 1 to 4 were calculated, the results from both the methods were in agreement with each other. The new method is advantageous since it is simple and gave results similar to that of fuzzy logic.     

基于模糊专家控制的茶叶炒制温度控制系统

茶叶炒制温度对茶叶品质有很大的影响,针对现有炒茶机温控系统存在温度控制精度低、调节时间长等缺点,研发适用于高端名优茶炒制的温度智能控制系统。该系统以单片机AT89S52为核心,采用铂热电阻作为温度传感器,通过电流变送器XTR106对不平衡电桥输出信号进行线性化处理,并结合模糊控制理论和专家系统设计了一种模糊专家控制器。对所设计的温度控制系统测试结果表明,在0~300℃范围内系统具有较好的动静态性能,静态误差小于±1℃,超调量小于2.36%,过渡过程时间小于27s,能很好地满足高端名优茶炒制对温度控制的要求。     

遗传算法与模糊控制的融合研究

遗传算法是将问题的求解用染色体的形式表示,在其复制、交叉、变异的进化过程中收敛为一个最适应环境的染色体,即为问题的解。用遗传算法对模糊控制中的录属度函数进行编码,确定适应函数,作遗传运算与微量调整,可实现对录属度函数及控制规则的优化,改善模糊控制器的性能。     

基于模糊感官评价对大米感官品质分析

以7种不同品种的大米为研究对象,运用模糊综合评判法评价大米感官品质,用质构仪及色差仪对米饭品质进行评定。结果表明:大粒香米饭感官品质最佳,内优5H25最差,米饭质构特性中内优5H25米饭弹性和咀嚼性最大,大粒溪香、大粒香、金麻粘3种米饭在粘硬度比、粘性、弹性均无显著差异,且大粒香3项指标值均最大,说明大粒香质构特性最佳。不同品种米饭色差值存在显著差异。结合感官评价中对米饭色泽要求综合分析色差值,大粒香和金麻粘色泽最佳。模糊感官评价与外观品质特性和质构特性结果相一致,综合分析表明:大粒香米饭感官品质最佳,说明模糊感官评价能有效的评价米饭感官品质。      

模糊聚类分析在领口性能评价系统中的应用

由于目前没有一个评价羊毛衫领口性能的统一标准,应用领口拉伸测试仪对领口性能从耐用性和舒适性两个方面进行客观的分类,构建了样本隶属函数,用迭代的方法得到最优模糊划分系数,以最大隶属度原则对样本进行分类,最后应用FE和最大类间模糊划分熵检验分类的合理性和聚类的有效性。基于模糊划分的聚类方法有效减少了人为因素的影响并且提高了数据处理效率,其分类结果能为构建评价新样本的判别函数提供训练样本。     

基于模糊PID控制的窖池温度监控设计

目的：解决白酒入窖温度控制不精确的问题。方法：基于嵌入式平台构建了用于窖池参数集结的ZigBee无线传感器网络,通过NB-IOT与云平台实现窖池环境数据的传输、存储与显示,以酒醅表面温度为控制对象,运用模糊PID控制算法,实时优化输出参数Kp,Ki,Kd,实现窖池温度的精准控制。最后验证温度控制系统的性能。结果：模糊PID控制算法测定温度与设定温度最大偏差为0.25 ℃,超调量为1.6%,通过人工测量数据与监控系统采集数据对比误差在5%以内。结论：采用模糊PID控制策略可快速准确地控制入窖温度。     

基于网络预测的粮食颗粒输送模糊控制系统设计

针对粮食颗粒管道气力输送系统中风速、压损、料气比等参数之间存在复杂非线性关系,难以建立准确的数学模型以实现闭环控制的问题,以CXLD50吸压混合输送移动式吸粮机为研究平台,设计了用BP神经网络的物料流量预测为反馈环节的模糊控制系统：使用神经网络工具建立物料流量预测模型,以快速方便地进行两相流流量在线测量;模型输出的预测流量与期望流量进行比较后,输入到模糊控制器进行判断推理并输出．仿真结果表明,系统响应迅速,可在50 s内达到理想输出;抗干扰能力强,其误差量稳定在±0．5 kg／s左右,有效改善了离线测量方法的信号反馈滞后现象,提高了输送系统的稳定性．     

基于模糊模式识别的织物平整度等级评定

简述了模糊模式识别算法的基本原理,主要包括模糊规则和模糊推理系统,描述了模糊模式识别的算法流程,最后从Mamdani模糊模型出发,介绍模糊模式识别在织物平整度等级评定中的实际应用,并利用主、客观评价的相关系数验证模糊模式识别算法的可靠性。     

基于模糊神经网络PID控制的粉体包装计量控制系统

针对粉体包装计量控制系统由于传感器、螺杆的旋转惯性、零点漂移,下料冲击力等因素的影响而造成的系统延迟、非线性等问题,提出一种基于模糊神经网络PID控制粉体包装计量控制系统。利用模糊神经网络良好的动态控制特性和自学习能力来调整PID控制比例、积分、微分3个调整参数。借助MATLAB simulink仿真软件进行系统的模拟仿真。结果表明,该模糊神经网络PID控制系统稳定时间能缩短约45%,超调量约减少16%。由此可得模糊神经网络PID控制系统优于传统的PID控制系统。     

Sensory evaluation of black pigmented rice (Oryza sativa cv. Poireton) wine fortified with probiotic Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 and Lactobacillus sakei ATCC 15521 using fuzzy logic

Rice wine was prepared in the laboratory from a black pigmented rice (cv. Poireton) using standardized methodology. The wine was fortified with the probiotic strains Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 and Lactobacillus sakei ATCC 15521 and allowed to undergo a storage period of 28 days at 4°C. These rice wines were compared with a commercial wine used as a standard reference wine. A panel consisting of 30 judges performed the sensory evaluation. The scores obtained were based on the quality attributes of colour, taste, aroma and alcoholic strength. Analysis of the sensory scores and ranking of the different samples were performed using fuzzy analysis. The quality attributes were also ranked according to their importance in the overall acceptability. Colour and alcoholic strength were accorded the highest importance, compared with aroma and taste, as quality attributes. The rice wines were rated as ‘not satisfactory’, ‘fair’, ‘medium’, ‘good’ and ‘excellent’ on the sensory scale. Out of the wines prepared, black pigmented rice wine fortified with L. acidophilus was the most acceptable and was ranked as ‘good’, which was also at par with the commercial wine. On the other hand, black pigmented rice wine fortified with L. sakei and black pigmented rice wine fortified with L. acidophilus and L. sakei were ranked in the ‘satisfactory’ category followed by the unfortified wine ranked in the ‘fair’ category. Copyright © 2015 The Institute of Brewing & Distilling     

基于模糊鉴别主成分分析的生菜贮藏时间鉴别

目的：设计一种较为准确的生菜贮藏时间鉴别模型。方法：以新鲜生菜为试验对象,分别采用主成分分析、鉴别主成分分析、模糊鉴别主成分分析3种特征提取方法对预处理后的生菜近红外光谱数据进行特征提取,选出具有较高准确度的贮藏时间鉴别算法,并建立基于模糊鉴别主成分分析的生菜贮藏时间鉴别模型。结果：利用模糊鉴别主成分分析进行特征提取后的鉴别准确度显著增加。主成分分析、鉴别主成分分析和模糊鉴别主成分分析的最高准确度分别为46.67%,86.67%,93.33%。结论：采用近红外光谱分析和模糊鉴别主成分分析的鉴别模型具有较高的准确性和优越性。     

基于模糊控制多工位自动装粉系统设计与试验

目的:解决米粉工厂化生产自动装粉生产线效率低、自动控制难等技术问题.方法:提出一种基于模糊控制多工位自动装粉系统,选取粉料高度的检测值与预设值的偏差E1、偏差变化率EC1和装粉车当前位置与待装粉位置偏差的绝对值E2作为输入变量,电动机转速U1和装粉系统仓门开度U2作为输出变量.通过模糊控制规则调节电动机转速和装粉系统的仓门开度来提高装粉系统的工作效率.在西门子S7G1200PLC平台上搭建此控制系统,并进行现场试验.结果:在6工位自动装粉输送生产线上,试验控制系统可容纳的工位数比现有控制系统增加了4个,作业效率比现有控制系统提升了103.2%,单位时间内各工位产量提升了31.4%.结论:试验对提高工厂化米粉生产线自动化具有借鉴意义.     

基于模糊PID的豆粉喷雾干燥塔监控系统设计

针对喷雾干燥大滞后、强耦合的非线性特点,设计了一套基于模糊PID的豆粉喷雾干燥塔监控系统。根据工艺要求对喷雾干燥塔采取了串级模糊控制方案,主回路采用模糊PID控制,副回路采用PI控制;上、下位机监控采用组态王和西门子S7-300系列PLC。仿真试验表明,串级模糊PID控制与常规PID控制相比具有响应速度快、超调量小和鲁棒性强等优点。