全自动洗衣机的模糊控制解析

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一、全自动洗衣机单片机控制系统逻辑结构
(1) 内桶平衡电路由平衡开关K和R35电阻组成，它用于 检测内桶运行时的状态是否平衡稳定。 (2) 衣质、衣量检侧电路由电动机M2，二极管D4、D5， 电阻R21、光敏三极管Tr9，电阻R14和反相器7404组成。其 中D4是发光二极管，它和Tr组成光电耦合管，用于隔离交 直流信号以及产生衣质和衣量信号。 (3) 过零检测电路由电阻R1、R2、晶体管Tr1和反相器 7404组成。当桥式整流器产生全波整流信号输出时，马上 通过R1送到晶体管Tr1的基极，当整流信号为正时，Tr1导通， 整流信号为0时，Tr1截止； Tr1输出的信号再由7404反相之 后送到单片机MC6805R3的INT端。很明显，只要电源过 零就会产生中断请求信号。
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一、全自动洗衣机单片机控制系统逻辑结构
3、显示电路 显示电路由晶体管Tr10、Tr11、Tr12、 Tr13、发光二极管D6~D12、7段发光二极管显示器LED1、 LED2、LED3和相应的电阻组成。其中晶体管Tr10~Tr13 是作为扫描开关管，用于选择D6~D7、 LED1、LED2、 或LED3；而LED1~LED3用于显示定时时间； D6~D7用 于显示洗衣机的现行工作状态。 4、输出控制电路 输出控制电路由触发电路和相应 的双向晶闸管组成，控制电路共有五路。L1是进水电磁 阀，L2是排水电磁阀. M1是自动洗涤剂投入电动机，M2 是主电动机。其中双向晶闸管TA1、TA2用于控制主电动 机M2的正反转；TA2用于控制洗涤剂投入电动机；TA3用 于控制进水电磁阀；TA3用于控制排水电磁阀。所有的双 向晶闸管都采用第Ⅱ、Ⅲ象限触发。
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二、模糊全自动洗衣机的模糊推理
二、模糊全自动洗衣机的模糊推理 在模糊洗衣机中，浑浊度、布质、布量等都是 通过对现行状态的检测，再通过模糊推理得出的。 在模糊推理中，需要考虑推理的前件和后件，也就 是推理的输入条件和输出结果。在模糊洗衣机中， 主要是考虑布质、布量、水温和肮脏程度这几个条 件，从这些条件求取水位、洗涤时间、水流漂洗方 式和脱水时间等。模糊洗衣机的推理如图2所示。
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全自动洗衣机的模糊控制
图1 控制系统逻辑结构图
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一、全自动洗衣机单片机控制系统逻辑结构
一、全自动洗衣机单片机控制系统逻辑结构 1、电源电路 电源电路由变压器TF、桥式整流器、滤波电容和集成 稳压电路7805组成。电源电路中还有二极管D1，它用于隔 离滤波电容与桥式整流电路，使之进行过零检测。7805输 出的±5V电压和交流电源的一端相接，以组成双向晶闸管 的直接触发电路。 2、洗衣机状态检侧电路 状态检测电路一共有7个。它们分别是内桶平衡检测 电路、衣质与衣量检侧电路、过零检测电路、电源电压检 测电路、温度检测电路、水位检测电路和浑浊度检测电路。
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二、模糊全自动洗衣机的模糊推理
洗涤剂浓度推理规则如下: 如果浑浊度高，则洗涤剂投入量大； 如果浑浊度偏高，则洗涤剂投入量偏大； 如果浑浊度低，则洗涤剂投入量小。 洗衣推理规则如下: 如果布量少，布质以化纤偏多，而且水温高，则水流为 特弱，洗涤时间特短； 如果布量、布质以棉布偏多，而且水温低，则把水流定 为特强，洗涤时间定为特短；
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一、全自动洗衣机单片机控制系统逻辑结构
(4) 电源电压检测电路由整流二极管D2，滤波电容C5和 调整电位器W1组成。由于D2只是进行半波整流，所以当电 源下降时，W1的抽头也会较灵敏的反映出电源下降的情况。 电源电压的变化情况由MC6805R3的AN0端进行检测。 (5) 水位检测电路由电位器w3和相应的机械部件组成， 当水位变化时会使w3的中心抽头产生位移。故送入到 MC6805R3的AN0端的信号大小也产生变化。 (6) 浑浊度检测器电路由红外发光管D3 、红外接收管Tr3 和有关电阻组成。被检测的水从D3和Tr3之间流过，由于不同 浑浊度的水从中流过，使红外信号的强弱变化不同，故 MC6805R3送到的AN0端的信号大小反映了衣服的肮脏程度。 (7) 温度检测电路由MTS102、LM358和有关电阻、电容 组成。其中MTS102是水温检测器。第一级LM358用作阻抗 隔离器，第二级LM358用作放大器，检测结果送入到 MC6805R3的AN1端。
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一、全自动洗衣机单片机控制系统逻辑结构
除了上述电路以外，还有工作起/停和状态设定电 路。N1是洗衣机全自动工作的起/停按钮；N2是功能选 择按钮，它可以设定洗衣机从某个程序开始进行工作。 所有的电路都在MC6805R3单片机的控制下工作。 由于MC6805R3有较多I/O的端口，对洗衣机这种需要 检测和控制功能较多的家用电器是十分合适的，它可 以使系统的逻辑结构达到十分简洁的形式。
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二、模糊全自动洗衣机的模糊推理
图2 推理框图
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二、模糊全自动洗衣机的模糊推理
从图2中可以看出，模糊洗衣机是一个多输入多输 出的模糊推理和控制系统。在实际中，模糊推理的前件 和后件之间的相关关系对于不同的因素有所不同。浑浊 程度和水温可以确定洗涤剂投放的剂量和洗涤时间，而 布量、布质等可以确定水位和水流、脱水时间等。因此， 在推理中把有关前件和后件进行处理，这种处理分成主 要因素推理和顺序因素推理两种。通过这两种推理处理， 不但使推理变得较为简单，而且可以在众多因素中清晰 地区别出连锁关系的因素。 考虑到洗衣过程中的两种情况，一种是静态的，即 洗涤剂浓度；另一种是动态的，即洗衣水流及时间，故 推理分两大部分，也就是洗涤剂浓度推理和洗衣推理。
全自动洗衣机的模糊控制
全自动洗衣机的模糊控制
单片机模糊控制洗衣机具有自动识别衣质、衣量，自 动识别肮脏程度，自动决定水量，自动投入恰当的洗涤剂 等功能，从而全部自动地完成整个洗涤过程。由于洗涤程 序是通过模糊推理决定的，故有着极高的洗涤效能，从而 不但大大提高洗衣机的全自动化程度，也大大提高了洗衣 的质量。 用MC6805R3控制的模糊控制洗衣机可以说是真正的 全自动洗衣机。在整个控制过程中，单片机MC6805R3和 模糊控制软件起了决定性的作用。 MC6805R3对洗衣机的 控制系统逻辑结构如图1所示。这个系统中包括电源电路、 洗衣机状态检测电路、显示电路和输出控制电路。