摘 要：本發(fā)明公開一種胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)以及胡麻籽炒制方法，該系統(tǒng)包括炒制設(shè)備、設(shè)備控制器、信息傳感器、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器以及誤差調(diào)節(jié)器，通過建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建的上述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器能夠輸出相應(yīng)的理想控制目標(biāo)參數(shù)作為設(shè)備控制器控制炒制設(shè)備參數(shù)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)胡麻籽炒制過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控；基于上述胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)所實(shí)施的胡麻籽炒制方法，能夠提高胡麻籽的炒制品質(zhì)，防止胡麻籽焦煳、粘鍋等情況發(fā)生，達(dá)到降低胡麻油中苯并芘含量的目的。
權(quán)利要求書
1.一種胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，包括炒制設(shè)備，其特征在于，還包括，
設(shè)備控制器、信息傳感器、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器以及誤差調(diào)節(jié)器，其中：
所述信息傳感器用于獲取胡麻籽品質(zhì)參數(shù)以及所述炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)；
所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器用于接收所述信息傳感器輸出的胡麻籽品質(zhì)參數(shù)以及所述炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)作為輸入信號(hào)，根據(jù)所述輸入信號(hào)確定胡麻籽炒制設(shè)備的理想控制目標(biāo)參數(shù)，并將所述理想控制目標(biāo)參數(shù)作為輸出信號(hào)輸出；
所述誤差調(diào)節(jié)器用于接收所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器輸出的理想控制目標(biāo)參數(shù)以及所述信息傳感器輸出的炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)，獲取并輸出所述理想控制目標(biāo)參數(shù)與所述工作狀態(tài)參數(shù)之間的誤差值；
所述設(shè)備控制器用于接收所述誤差值，并根據(jù)所述誤差值以及所述炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)控制所述炒制設(shè)備改變工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，其特征在于：
所述信息傳感器輸出的投料品質(zhì)參數(shù)包括：顏色、千粒重、含油量、儲(chǔ)存溫度；
所述信息傳感器輸出的炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)包括：進(jìn)料量、初始溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、炒制溫度、炒制時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，其特征在于：所述信息傳感器輸出的炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)還包括：鍋內(nèi)壓力、鍋內(nèi)濕度、升溫時(shí)間、保溫時(shí)間、出料時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，其特征在于：所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器包括輸入模塊、隱層模塊和輸出模塊，其中：
所述輸入模塊用于接收所述信息傳感器輸出的胡麻籽品質(zhì)參數(shù)以及所述炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)作為輸入信號(hào)；
所述輸出模塊用于將所述理想控制目標(biāo)參數(shù)作為輸出信號(hào)；
所述隱層模塊用于輸出所述炒制設(shè)備在自動(dòng)控制過程中不同階段的標(biāo)準(zhǔn)控制參數(shù)之間的權(quán)重值，其中每一階段的標(biāo)準(zhǔn)控制參數(shù)與前一階段的標(biāo)準(zhǔn)控制參數(shù)間通過權(quán)重值建立關(guān)聯(lián)，且所述權(quán)重值根據(jù)所述輸入信號(hào)和所述輸出信號(hào)進(jìn)行配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，其特征在于，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器還用于獲取所述誤差調(diào)節(jié)器輸出的所述誤差值，并根據(jù)所述誤差值對(duì)所述權(quán)重值進(jìn)行調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出模塊輸出的理想控制目標(biāo)參數(shù)包括：目標(biāo)攪拌轉(zhuǎn)速、目標(biāo)炒制時(shí)間、目標(biāo)炒制溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，其特征在于，所述隱層模塊中，炒制設(shè)備自動(dòng)控制的不同階段包括升溫階段以及恒溫階段。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，其特征在于，所述隱層模塊中的炒制設(shè)備自動(dòng)控制的不同階段的標(biāo)準(zhǔn)控制參數(shù)包括：胡麻籽投入量過多的判定參數(shù)、胡麻籽投入量過少的判定參數(shù)、鍋內(nèi)溫度過高的判定參數(shù)、鍋內(nèi)溫度過低的判定參數(shù)、攪拌轉(zhuǎn)速過低的判定參數(shù)、攪拌轉(zhuǎn)速過高的判定參數(shù)。
9.一種胡麻籽炒制方法，基于上述胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：
S1.獲取投入所述炒制設(shè)備的同一批胡麻籽的品質(zhì)特征參數(shù)以及所述炒制設(shè)備的初始狀態(tài)參數(shù)；
S2.基于所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器、所述胡麻籽的品質(zhì)特征參數(shù)以及炒制設(shè)備的初始狀態(tài)參數(shù)獲取所述炒制設(shè)備的目標(biāo)控制參數(shù)；
S3.根據(jù)所述目標(biāo)控制參數(shù)向所述炒制設(shè)備輸入控制信號(hào)，對(duì)胡麻籽進(jìn)行炒制干燥。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于胡麻籽制油技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)以及胡麻籽炒制方法。
背景技術(shù)
在胡麻籽制油工藝中，胡麻籽炒制是決定胡麻出油質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在炒制環(huán)節(jié)中，胡麻籽在高溫炒鍋中不斷被翻炒至熟，使其內(nèi)部的水分降低，表皮出香，以便后續(xù)熱榨出油。然而隨著榨油量不斷增加，由于所投入炒鍋的胡麻籽原料批次不同，胡麻籽的品質(zhì)也不同，且連續(xù)作業(yè)過程中，每批胡麻籽的炒制環(huán)境也有所變化，最終導(dǎo)致得到的若干批次的胡麻油品質(zhì)參差不齊。在對(duì)成品油苯并芘的抽樣調(diào)查環(huán)節(jié)中，發(fā)現(xiàn)部分胡麻油中苯并芘含量超標(biāo)。造成苯并芘超標(biāo)的原因雖然主要由炒制溫度和炒制時(shí)間控制不當(dāng)所致，且炒制溫度與炒制時(shí)間一般根據(jù)投料量以及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)置，缺乏對(duì)胡麻籽品質(zhì)以及炒制設(shè)備狀態(tài)的考慮，綜上原因?qū)е鲁善酚推焚|(zhì)中的苯并芘含量難以控制。
現(xiàn)有技術(shù)中用于炒制胡麻籽的全自動(dòng)炒制設(shè)備，通過定量投料、多段控溫等方式提高炒制品質(zhì)，但由于投入的胡麻籽品質(zhì)不盡相同，投料次序并無(wú)規(guī)律可言，且炒制設(shè)備的工作環(huán)境亦在隨時(shí)改變，而現(xiàn)有的自動(dòng)炒制設(shè)備的系統(tǒng)程序、控制參數(shù)以及軟件架構(gòu)基本是靜態(tài)的，無(wú)法應(yīng)對(duì)上述多變的工作條件，導(dǎo)致其不能完全解決胡麻籽炒制工藝導(dǎo)致的成品油中苯并芘含量超標(biāo)的問題。
發(fā)明內(nèi)容
基于上述背景技術(shù)需要，本發(fā)明公開一種胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)以及胡麻籽炒制方法，能夠精確控制胡麻籽炒制設(shè)備的工作狀態(tài)，防止胡麻籽在炒制過程發(fā)生焦糊，使胡麻油中的苯并芘含量合格。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，包括炒制設(shè)備、設(shè)備控制器、信息傳感器、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器以及誤差調(diào)節(jié)器，其中：所述信息傳感器用于獲取胡麻籽品質(zhì)參數(shù)以及所述炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)；所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器用于接收所述信息傳感器輸出的胡麻籽品質(zhì)參數(shù)以及所述炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)作為輸入信號(hào)，根據(jù)所述輸入信號(hào)確定胡麻籽炒制設(shè)備的理想控制目標(biāo)參數(shù)，并將所述理想控制目標(biāo)參數(shù)作為輸出信號(hào)輸出；所述誤差調(diào)節(jié)器用于接收所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器輸出的理想控制目標(biāo)參數(shù)以及所述信息傳感器輸出的炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)，獲取并輸出所述理想控制目標(biāo)參數(shù)與所述工作狀態(tài)參數(shù)之間的誤差值；所述設(shè)備控制器用于接收所述誤差值，并根據(jù)所述誤差值以及所述炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)控制所述炒制設(shè)備改變工作狀態(tài)。
優(yōu)選地，所述信息傳感器輸出的投料品質(zhì)參數(shù)包括：顏色、千粒重、含油量、儲(chǔ)存溫度；所述信息傳感器輸出的炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)包括：進(jìn)料量、初始溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、炒制溫度、炒制時(shí)間。
優(yōu)選地，所述信息傳感器輸出的炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)還包括：鍋內(nèi)壓力、鍋內(nèi)濕度、升溫時(shí)間、保溫時(shí)間、出料時(shí)間。
優(yōu)選地，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器包括輸入模塊、隱層模塊和輸出模塊，其中：所述輸入模塊用于接收所述信息傳感器輸出的胡麻籽品質(zhì)參數(shù)以及所述炒制設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)作為輸入信號(hào)；所述輸出模塊用于將所述理想控制目標(biāo)參數(shù)作為輸出信號(hào)；所述隱層模塊用于輸出所述炒制設(shè)備在自動(dòng)控制過程中不同階段的標(biāo)準(zhǔn)控制參數(shù)之間的權(quán)重值，其中每一階段的標(biāo)準(zhǔn)控制參數(shù)與前一階段的標(biāo)準(zhǔn)控制參數(shù)間通過權(quán)重值建立關(guān)聯(lián)，且所述權(quán)重值根據(jù)所述輸入信號(hào)和所述輸出信號(hào)進(jìn)行配置。
優(yōu)選地，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器還用于獲取所述誤差調(diào)節(jié)器輸出的所述誤差值，并根據(jù)所述誤差值對(duì)所述權(quán)重值進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選地，所述輸出模塊輸出的理想控制目標(biāo)參數(shù)包括：目標(biāo)攪拌轉(zhuǎn)速、目標(biāo)炒制時(shí)間、目標(biāo)炒制溫度。
優(yōu)選地，所述隱層模塊中，炒制設(shè)備自動(dòng)控制的不同階段包括升溫階段以及恒溫階段。
優(yōu)選地，所述隱層模塊中的炒制設(shè)備自動(dòng)控制的不同階段的標(biāo)準(zhǔn)控制參數(shù)包括：胡麻籽投入量過多的判定參數(shù)、胡麻籽投入量過少的判定參數(shù)、鍋內(nèi)溫度過高的判定參數(shù)、鍋內(nèi)溫度過低的判定參數(shù)、攪拌轉(zhuǎn)速過低的判定參數(shù)、攪拌轉(zhuǎn)速過高的判定參數(shù)。
本發(fā)明還公開一種胡麻籽炒制方法，基于上述胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，包括以下步驟：
S1.獲取投入所述炒制設(shè)備的同一批胡麻籽的品質(zhì)特征參數(shù)以及所述炒制設(shè)備的初始狀態(tài)參數(shù)；
S2.基于所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器、所述胡麻籽的品質(zhì)特征參數(shù)以及炒制設(shè)備的初始狀態(tài)參數(shù)獲取所述炒制設(shè)備的目標(biāo)控制參數(shù)；
S3.根據(jù)所述目標(biāo)控制參數(shù)向所述炒制設(shè)備輸入控制信號(hào)，對(duì)所述胡麻籽進(jìn)行炒制干燥；
通過采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：
在上述胡麻籽炒制方法的實(shí)施過程中，通過向所述胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)輸入部分胡麻籽品質(zhì)參數(shù)以及投料量，即可輸出相應(yīng)的炒制時(shí)間、炒制溫度以及攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)所述炒制設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，得到精確控制的所述炒制設(shè)備能夠提高胡麻籽的炒制品質(zhì)，防止胡麻籽焦煳、粘鍋等情況發(fā)生，達(dá)到控制和降低胡麻油中苯并芘含量的目的。
附圖說(shuō)明
圖1為一實(shí)施例的胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)的原理框圖。
圖1
圖2為一實(shí)施例中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器的原理示意圖。
圖2
圖3為一實(shí)施例中所述胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器的原理示意圖。
圖3
圖中：炒制設(shè)備10、設(shè)備控制器20、信息傳感器30、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器40、輸入模塊41、隱層模塊42、輸出模塊43、誤差調(diào)節(jié)器50。
實(shí)施方式
需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征能夠相互組合。以下將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步描述，本發(fā)明不僅限于以下具體實(shí)施方式。
需要理解的是，實(shí)施例的附圖中相同或相似的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)相同或相似的部件。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，若有術(shù)語(yǔ)“上”“下”“內(nèi)”“外”“左”“右”“前”“后”“頂部”“底部”等指示的方向或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的結(jié)構(gòu)或部件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此附圖中描述位置關(guān)系的用語(yǔ)僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。
下面結(jié)合附圖1－3及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
一種胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，包括炒制設(shè)備10、設(shè)備控制器20、信息傳感器30、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器40、誤差調(diào)節(jié)器50。其中，炒制設(shè)備10是基本由翻炒組件、加熱組件、進(jìn)料組件、定時(shí)器等裝置組成的具有胡麻籽自動(dòng)投料、加熱翻炒、定時(shí)自動(dòng)出料功能的設(shè)備；信息傳感器30由多組傳感器和識(shí)別元件組成，用于檢測(cè)和輸出胡麻籽的品質(zhì)以及炒制設(shè)備10的工作狀態(tài)，并將能夠代表胡麻籽品質(zhì)的特征參數(shù)以及炒制設(shè)備10的工作狀態(tài)參數(shù)輸出；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器40用于接收信息傳感器30發(fā)送的胡麻籽品質(zhì)參數(shù)以及炒制設(shè)備10的工作狀態(tài)參數(shù)并作為輸入信號(hào)，根據(jù)輸入信號(hào)確定炒制設(shè)備10的理想控制目標(biāo)參數(shù)并將該理想控制目標(biāo)參數(shù)作為輸出信號(hào)輸出；誤差調(diào)節(jié)器50用于接收上述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器40輸出的理想控制目標(biāo)參數(shù)以及信息傳感器30輸出的炒制設(shè)備10的工作狀態(tài)參數(shù)，獲取并輸出上述理想控制目標(biāo)參數(shù)與工作狀態(tài)參數(shù)之間的誤差值；設(shè)備控制器20用于接收上述誤差值，并根據(jù)誤差值以及炒制設(shè)備10的工作狀態(tài)參數(shù)控制炒制設(shè)備10的工作狀態(tài)。
具體地，上述系統(tǒng)中，炒制設(shè)備10作為受控對(duì)象，設(shè)備控制器20用于根據(jù)上述胡麻籽品質(zhì)參數(shù)以及炒制設(shè)備10的部分工作狀態(tài)參數(shù)控制炒制設(shè)備10炒制胡麻籽的關(guān)鍵參數(shù)，如翻炒轉(zhuǎn)速、炒制溫度、炒制時(shí)間，上述參數(shù)可直接決定胡麻籽炒熟的品質(zhì)，其中，翻炒轉(zhuǎn)速能夠決定胡麻籽的是否發(fā)生粘連，由于胡麻籽粘連至炒鍋壁上容易引起積溫，導(dǎo)致受熱不均，適宜的翻炒轉(zhuǎn)速可以防止胡麻籽粘鍋，使其受熱均勻；合適的炒制溫度以及炒制時(shí)間能夠控制胡麻籽的熟度以及炒制效率，避免胡麻籽長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)被炒煳；信息傳感器30是集成有多個(gè)傳感器以及信息儲(chǔ)存器的裝置，其中傳感器遍布于炒制設(shè)備10各處，用于收集胡麻籽的顏色、胡麻籽儲(chǔ)存溫度、胡麻籽的入鍋重量以及炒鍋內(nèi)初始溫度、濕度、翻炒轉(zhuǎn)速、鍋內(nèi)濕度等，以體現(xiàn)影響炒制結(jié)果的各項(xiàng)參數(shù)；信息儲(chǔ)存器用于對(duì)炒制設(shè)備10的歷史設(shè)定參數(shù)：進(jìn)料量、初始溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、炒制溫度、炒制時(shí)間以及炒制過的多批胡麻籽的千粒重、含油量等品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行記錄；當(dāng)炒制設(shè)備10作業(yè)時(shí)，上述傳感器實(shí)時(shí)獲取上述參數(shù)反饋至BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器40中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，以輸出用于控制炒制設(shè)備10信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)炒制設(shè)備10的自動(dòng)控制和狀態(tài)監(jiān)控。
優(yōu)選地，如圖2所示，上述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器40是基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立的具體設(shè)備，包括輸入模塊41、隱層模塊42和輸出模塊43，分別對(duì)應(yīng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層節(jié)點(diǎn)X、隱層節(jié)點(diǎn)Z以及輸出層節(jié)點(diǎn)Y。該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中包含兩個(gè)方向的信號(hào)交流，即函數(shù)信號(hào)和誤差信號(hào)，圖中，函數(shù)信號(hào)為輸入信號(hào)（X0～Xn）由輸入層節(jié)點(diǎn)進(jìn)入，經(jīng)隱層節(jié)點(diǎn)傳播，最終達(dá)到輸出層節(jié)點(diǎn)輸出輸出信號(hào)（Y0～Ym）。在本實(shí)施例中，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器40采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模，所述誤差調(diào)節(jié)器50為經(jīng)過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練的控制策略，即以神經(jīng)元權(quán)重為依據(jù)的自適應(yīng)控制方法，通過自適應(yīng)機(jī)構(gòu)計(jì)算出相應(yīng)的控制參數(shù)，并輸出給設(shè)備控制器20對(duì)炒制設(shè)備10進(jìn)行控制。
本實(shí)施例中提供一種優(yōu)選的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參考模型的胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)的操作步驟如下：
（1）構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算器40，包括以下步驟：
1.分析影響炒制設(shè)備10影響胡麻籽炒制質(zhì)量的因素，獲取胡麻籽關(guān)鍵品質(zhì)參數(shù)以及炒制設(shè)備10的歷史工作參數(shù)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入信號(hào)，并以此信號(hào)構(gòu)建輸入模塊41；
2.確定理想控制目標(biāo)參數(shù)為輸出信號(hào)，作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出信號(hào)，以此信號(hào)構(gòu)建輸出模塊43；
3.將炒制設(shè)10備的自動(dòng)控制過程分為若干進(jìn)程，對(duì)每個(gè)進(jìn)程制定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與判斷準(zhǔn)測(cè)，具體設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，并將每一進(jìn)程涉及的作業(yè)參數(shù)與上述標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，以判斷是否符合目標(biāo)要求。上述比對(duì)過程產(chǎn)生的若干結(jié)果作為上述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型隱層節(jié)點(diǎn)，上述過程可以是控制過程中的若干調(diào)節(jié)進(jìn)程，且這些調(diào)節(jié)進(jìn)程之間有隱性關(guān)系。最簡(jiǎn)單的例子：如炒制設(shè)備10的溫度控制進(jìn)程分為：升溫過程、恒溫過程、降溫過程。
對(duì)上述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算器40進(jìn)行訓(xùn)練，包括以下步驟：
收集BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的樣本集，即收集炒制設(shè)備10的控制神經(jīng)元樣本集。樣本集的獲取可以采用兩種方式，第一種方式為根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行設(shè)定，如炒制設(shè)備10在工作過程中的一些參數(shù)值均可以保存至一歷史經(jīng)驗(yàn)值數(shù)據(jù)庫(kù)，其中能夠包括大量的不同工作情況下的相關(guān)值，這部分?jǐn)?shù)據(jù)能夠作為樣本集使用，用來(lái)模擬設(shè)備控制器20的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。另一種情況，直接配置炒制設(shè)備10的工作環(huán)境，模擬各種不同情況，在不同情況下控制炒制設(shè)備10炒制胡麻籽，使其滿足預(yù)設(shè)目標(biāo)，由此能夠得到上述胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)在不同工作環(huán)境下要達(dá)到不同預(yù)設(shè)目標(biāo)時(shí)的工作參數(shù)，這部分?jǐn)?shù)據(jù)即可作為樣本集。
構(gòu)建輸入模塊41，即確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入節(jié)點(diǎn)。輸入層節(jié)點(diǎn)主要包括影響胡麻籽炒制后油品質(zhì)量的因素，包括胡麻籽自身品質(zhì)，以及炒制設(shè)備10的進(jìn)料、炒制等工作狀態(tài)和控制參數(shù)。具體地，包括將胡麻籽品質(zhì)進(jìn)行參數(shù)化后的各項(xiàng)指數(shù)：顏色、千粒重、含油量、儲(chǔ)存溫度；炒制設(shè)備10的工作狀態(tài)參數(shù)包括：進(jìn)料量、初始溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、炒制溫度、炒制時(shí)間、鍋內(nèi)壓力、鍋內(nèi)濕度、升溫時(shí)間、保溫時(shí)間、出料時(shí)間。以上信息通過上述信息傳感器30獲得。
構(gòu)建輸出模塊43，即確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出節(jié)點(diǎn)。按照直接影響胡麻油中苯并芘含量的因素確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出信號(hào)，即：攪拌轉(zhuǎn)速、炒制時(shí)間、炒制溫度。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，還可能包含更多其他參數(shù)構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)，輸出節(jié)點(diǎn)劃分越細(xì)，其結(jié)構(gòu)越清晰。
構(gòu)建隱層模塊42，即確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的隱層節(jié)點(diǎn)。需要說(shuō)明的是，隱層節(jié)點(diǎn)是在確定了輸入和輸出節(jié)點(diǎn)后才進(jìn)一步確定的，其可以根據(jù)輸出節(jié)點(diǎn)的參數(shù)去反推隱層節(jié)點(diǎn)的參數(shù)，使得隱層節(jié)點(diǎn)的設(shè)置能夠同時(shí)滿足輸出節(jié)點(diǎn)和輸入節(jié)點(diǎn)的要求。根據(jù)上述輸入節(jié)點(diǎn)的劃分，隱層節(jié)點(diǎn)可選擇炒制設(shè)備10可能出現(xiàn)的：胡麻籽投入量不足、胡麻籽投入量過多、鍋內(nèi)炒制溫度過高、鍋內(nèi)炒制溫度過低、攪拌轉(zhuǎn)速過低、攪拌轉(zhuǎn)速過高等。具體地，上述隱層節(jié)點(diǎn)中可設(shè)置胡麻籽投入量過多的判定參數(shù)、胡麻籽投入量過少的判定參數(shù)、鍋內(nèi)溫度過高的判定參數(shù)、鍋內(nèi)溫度過低的判定參數(shù)、攪拌轉(zhuǎn)速過低的判定參數(shù)、攪拌轉(zhuǎn)速過高的判定參數(shù)。通過實(shí)時(shí)獲取炒制設(shè)備10的工作狀態(tài)參數(shù)與相應(yīng)的判定參數(shù)進(jìn)行比較，即可確定其是否滿足隱層節(jié)點(diǎn)中的判定條件。
配置誤差調(diào)節(jié)器50。從輸出節(jié)點(diǎn)反饋到隱層節(jié)點(diǎn)，建立所述胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)中自動(dòng)控制過程中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出標(biāo)準(zhǔn)及理想的控制過程，如進(jìn)料量、炒制溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、炒制時(shí)間等，對(duì)每一節(jié)點(diǎn)的輸出參數(shù)設(shè)定閾值，當(dāng)炒制設(shè)備10的實(shí)際工作狀態(tài)參數(shù)小于設(shè)定閾值時(shí)，就需要誤差調(diào)節(jié)器50來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。針對(duì)誤差對(duì)應(yīng)的過程中關(guān)聯(lián)的相關(guān)因素（神經(jīng)元），即輸入層節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。例如，當(dāng)將某一輸入節(jié)點(diǎn)的參數(shù)更換為樣本集總的輸入層節(jié)點(diǎn)參數(shù)后，得到的設(shè)備控制器20的實(shí)際輸出與理想輸出的誤差減小，說(shuō)明該輸入節(jié)點(diǎn)參數(shù)對(duì)該自動(dòng)控制過程的增益較大，可以為其配置較大的權(quán)值。因此，根據(jù)使誤差向減小方向發(fā)展的原則，可調(diào)整BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中與該自動(dòng)控制階段相關(guān)的各輸入節(jié)點(diǎn)、隱層節(jié)點(diǎn)中相關(guān)參數(shù)（神經(jīng)元）的連接權(quán)值。通過不斷測(cè)試可以逐漸找出主要的影響因素，并確定其對(duì)應(yīng)的權(quán)值，摸清其神經(jīng)脈絡(luò)。參與測(cè)試的樣本越多，建立的模型就越穩(wěn)定，模型產(chǎn)生的誤差也越小。
如圖3所示，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建的胡麻籽炒制工藝系統(tǒng)實(shí)例，該實(shí)例中包括13個(gè)輸入層節(jié)點(diǎn)，3個(gè)輸出層節(jié)點(diǎn)以及3個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)，隱層節(jié)點(diǎn)由若干輸入層節(jié)點(diǎn)按照權(quán)值產(chǎn)生連接，權(quán)值為0的表示該隱層節(jié)點(diǎn)與輸入層該節(jié)點(diǎn)信息沒有關(guān)聯(lián)，權(quán)值為1的表示該隱層節(jié)點(diǎn)與輸入層該節(jié)點(diǎn)信息具有最高程度的關(guān)聯(lián)。
在本實(shí)施例中，以隱層節(jié)點(diǎn)1為例進(jìn)行說(shuō)明，架設(shè)隱層節(jié)點(diǎn)1表示的是炒制設(shè)備10的攪拌轉(zhuǎn)速，根據(jù)表格中權(quán)值的體現(xiàn)，其與千粒重、進(jìn)料量、攪拌轉(zhuǎn)速、炒制溫度、鍋內(nèi)濕度有關(guān)聯(lián)，其相對(duì)應(yīng)的位置用“1”表示，與其余輸入節(jié)點(diǎn)無(wú)關(guān)聯(lián)則相應(yīng)位置處顯示為“0”，如前所述，隱層節(jié)點(diǎn)還需要通過輸出節(jié)點(diǎn)進(jìn)行反推，因此隱層節(jié)點(diǎn)與輸出節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性也通過權(quán)值反映，其中每一權(quán)值的具體大小，可根據(jù)樣本值進(jìn)行訓(xùn)練后得到，此處不再詳細(xì)描述。
通過上述方案，使建立出的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器40能夠通過不斷嘗試，使實(shí)際輸出與理想輸出的誤差逐漸減小，從而使炒制設(shè)備能夠根據(jù)所投入的胡麻的品質(zhì)以及炒制設(shè)備的工作環(huán)境參數(shù)設(shè)定最適宜的攪拌轉(zhuǎn)速、炒制溫度與炒制時(shí)間，并能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整工作狀態(tài)，對(duì)炒制溫度、炒制時(shí)間以及攪拌轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確控制，達(dá)到防止胡麻籽粘連、積溫以及失水過多導(dǎo)致焦糊的情況出現(xiàn)。由于胡麻籽炒制品質(zhì)的不斷提高，胡麻油中的苯并芘含量也將得到有效控制，在檢測(cè)合格范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定。
本發(fā)明還公開一種胡麻籽炒制方法，基于上述胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)，包括以下步驟：
S1.獲取投入炒制設(shè)備10的同一批胡麻籽的品質(zhì)特征參數(shù)以及炒制設(shè)備10的初始狀態(tài)參數(shù)；
S2.基于所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算器、所述胡麻籽的品質(zhì)特征參數(shù)以及炒制設(shè)備的初始狀態(tài)參數(shù)獲取所述炒制設(shè)備的目標(biāo)控制參數(shù)；
S3.根據(jù)所述目標(biāo)控制參數(shù)向所述炒制設(shè)備輸入控制信號(hào)，對(duì)所述胡麻籽進(jìn)行炒制干燥；
本方法具體實(shí)施過程內(nèi)容詳見上述胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)的具體實(shí)施方式。
通過上述實(shí)施方式，至少實(shí)現(xiàn)以下技術(shù)效果：
在上述胡麻籽炒制方法的實(shí)施過程中，通過向上述胡麻籽炒制工藝控制系統(tǒng)輸入部分胡麻籽品質(zhì)參數(shù)以及投料量，即可輸出相應(yīng)的炒制時(shí)間、炒制溫度以及攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)炒制設(shè)備10進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，得到精確控制的炒制設(shè)備10能夠提高胡麻籽的炒制品質(zhì)，防止胡麻籽焦煳、粘鍋等情況發(fā)生，達(dá)到控制并降低胡麻油中苯并芘含量的目的。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)須也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
文章摘自國(guó)家發(fā)明專利，發(fā)明人：丁陽(yáng)，丁國(guó)海，丁國(guó)民；申請(qǐng)?zhí)?/font>：202311658483.X；申請(qǐng)日：2023.12.06
