冬种马铃薯是广东地区冬季的主要农作物之一。目前冬种马铃薯除一部分用于加工淀粉和饲料外,主要用于食用,而马铃薯净菜的市场值价比原料增值一倍多,但是目前马铃薯净菜加工过程中去皮部分的马铃薯输出量是有不连续性和不确定性,同时由于目前市面上的马铃薯切片机都是定频(50 HZ)作业,因此导致了马铃薯去皮后到切片过程的耗能多,净菜加工成本增加,并且输出量不确定性可能引起马铃薯切片机切片不完全,影响马铃薯净菜出厂质量,严重时还会堵塞马铃薯切片机进料口,影响后续工序的进行,大大降低加工企业的加工效率。本文针对上述马铃薯净菜加工过程耗能多的问题,在分析国内外马铃薯净菜加工有关研究的基础上,对基于机器视觉的马铃薯智能变量切片控制系统进行研究及设计。主要内容包括:1)提出了基于机器视觉的马铃薯智能变量切片控制系统的总体方案设计。首先提出基于机器视觉的马铃薯智能变量切片控制系统的总体方案设计要求。其次确定了整套控制系统的整体架构方案。2)马铃薯输入量图像的预处理:为了能准确地提取马铃薯输入量图像的特征参数,提高马铃薯输入量的识别准确度和速度,本文对采集的马铃薯输入量图像进行了图像压缩、灰度化、中值滤波、阈值分割、形态学处理和特征提取等系列化加工与处理。3)基于机器视觉的马铃薯智能变量切片控制系统软硬件设计。首先硬件设计:第一类,硬件控制模块设计,包括:可编程逻辑控制器(PLC)、变频器、马铃薯输入量图像采集设备、通信处理器、光电传感器、继电器的参数设计。第二类,硬件机构装置模块设计,包括:输送机、拍摄箱、马铃薯切片机的改进设计。其次软件设计:图像处理软件、组态软件(信号存储、转换及作OPC服务器的软件)和控制编程软件的程序设计,同时通过软件之间的仿真试验,验证了控制系统软件设计可行性。4)运用所研究的马铃薯智能变量切片控制系统对马铃薯切片机进行能耗对比试验。持续有去皮的马铃薯输入时,基于机器视觉的马铃薯智能变量切片控制系统(变频)与定频(50HZ)控制方式下,马铃薯切片机的能耗相差不大;间断或者不连续有去皮的马铃薯输入时,基于机器视觉的马铃薯智能变量切片控制系统能使马铃薯切片机显著节能指标可达30%以上,验证了控制系统设计的可行性。5)通过相关试验验证了本文视觉检测系统对马铃薯输入量的检测准确率。试验对3种不同质量的马铃薯物料,在5种不同输送带速度下重复测量10次,取相对误差绝对值的平均值为测量误差,试验结果表明:检测系统最小相对误差为1.04%,最大相对误差为6.15%,其整体相对误差在7%以内,精度较高,可以满足马铃薯切片加工的输送过程中的质量检测需求。