毕业设计--洗衣机模糊控制系统设计论文
全自动洗衣机模糊控制器设计

全自动洗衣机模糊控制器设计1 简介洗衣机自问世以来,经过一个多世纪的发展,现正呈现出全自动、多功能、大容量、高智能、省时节能的发展趋势。
近年来,电子技术、控制技术、信息技术的不断完善、成熟,为上述发展趋势提供了坚强的技术保障。
美国教授查徳(L.A.Zandeh)在1965年首先提出模糊集合的概念,由此打开了模糊数学及其应用的大门。
1974年英国教授马丹尼(E.H.Mamdani)首先将模糊集合理论应用于加热器的控制,创造了模糊控制的基本框架。
1980年,Sugeno 开创了日本的首次模糊控制应用于一家富士电子水净化厂。
1983年他又开始研究模糊机器人。
随着模糊控制技术的不断发展,模糊控制逐渐被应用到日用家电产品的控制,例如电饭锅﹑照相机﹑吸尘器﹑洗衣机等。
模糊控制全自动滚筒洗衣干衣机是通过模糊推理找出最佳洗涤烘干方案,以优化洗涤烘干时间、洗净程度、烘干效果,最终达到提高效率,简化操作,节水节电省时的效果。
2 模糊洗衣机的基本原理洗衣机的自动控制系统为一多输入多输出系统 ,输入量为衣质、衣量、脏污程度(即水的浑浊度)、脏污性质(浑浊度变化率);输出量为洗涤剂量、水位、水流、脱水时间、洗涤时间、漂洗方式等。
从洗衣机的运行过程可以看出 ,洗涤剂量、水位、水流、脱水时间都可以通过输入量推理求得,而洗涤时间与漂洗方式为实时控制量,影响其主要因素是被洗物品的脏污程度,这两个量可以用水的浑浊度和浑浊度变化率来表示,油性脏污的浑浊度变化率小,泥性脏污的浑浊度变化率大。
实际分析证明:输入与输出之间很难用一定的数学模型来描述,系统的具体条件具有较大的不确定性,其控制过程在很大程度上依赖于操作者的经验,用常规的控制方法难以达到理想的效果。
而采用模糊控制技术就能很容易解决问题。
因而采用了模糊控制器设计全自动洗衣机。
在洗涤衣物的过程中,衣物的多少、面料的软硬、衣物的脏污程度等都是模糊量,所以必须经过大量的实验,总结出人为的洗涤方式,从而形成模糊控制规则。
基于MATLAB的洗衣机模糊控制设计毕业设计
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毕业设计基于MATLAB的洗衣机模糊控制设计摘要模糊控制洗衣机不仅实现了洗衣机的全面自动化,也提高了洗衣的质量,具有很强的实用性和较好的发展前景。
本设计的主要目的是设计一个比较合理的洗衣机模糊控制器,这种采用模糊控制的洗衣机能够通过洗衣桶内水的脏污程度和污渍性质(油污或者泥污)来自动预选水位和洗涤时间,以达到最佳的洗涤效果。
本文主要研究了基于MATLAB的洗衣机模糊控制。
首先介绍了模糊控制的基本原理,明确本设计中所要控制的变量,即水位和洗涤时间。
其次,定义了输入、输出模糊集,结合实际情况定义了隶属函数,然后建立模糊控制规则,给出模糊控制表,进行了模糊推理。
最后采用Simulink对该系统进行仿真,通过仿真曲线可以看出,文中采用的模糊控制方法是正确而有效的。
关键词:模糊控制;模糊集;隶属函数;控制规则;模糊推理AbstractFuzzy control of washing machine does not only achieve a fully automated washing machine, but also improve the quality of laundry; it has a strong practicality and a good development prospect.The main purpose of this design is to design a more reasonable washing machine fuzzy controller, fuzzy control of washing machine can automatically detect the dirty level of laundry bucket and the nature of stain (oil or sediment); it also can automatically pre-selected water level and washing time to achieve the best water quality.This paper mainly studies what based on the MATLAB fuzzy control of washing machines. First, it introduces the basic principles of fuzzy control, clearly the variables of this design to control, those are water level and washing time; Second, define the input and output fuzzy sets, and define the membership function combined the actual conditions, and then create the fuzzy control rules, give the fuzzy control table, then use these to the fuzzy reasoning. Finally, Simulink simulates the system; the simulation curves show that the text used in fuzzy control method is correct and effective.Key words:fuzzy control; fuzzy sets; the membership function; control rules; the fuzzy reasoning目录第1章前言 (1)1.1 选题的目的及意义 (1)1.2 国内外发展情况 (1)1.3 MATLAB简介 (2)1.4 模糊控制简介 (4)1.5 论文的主要内容 (4)第2章模糊控制器原理及设计 (6)2.1 模糊控制原理 (6)2.2 模糊控制系统的分类 (17)2.3 模糊控制器的设计 (18)第3章洗衣机的模糊控制 (21)3.1 洗衣机的时间控制 (21)3.2 洗衣机的水位控制 (28)3.3 本章小结 (31)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录1 (35)附录2 (36)附录3 (37)附录4 (38)附录5 (40)第1章前言1.1 选题的目的及意义随着现代社会生活节奏的不断加快和人们生活水平的不断提高,人们对各种方便、快捷的家用电器需求量越来越大,为了提高人们的生活效率,全自动洗衣机应运而生。
模糊控制全自动的洗衣机
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word模糊控制全自动洗衣机论文2013-5-21模糊控制全自动洗衣机摘要:本文介绍模糊控制在全自动洗衣机中的应用,包括模糊全自动洗衣机的模糊推理、物理量检测以与它的洗衣过程和控制电路。
其中控制电路是以单片机为控制电路核心,其主要由电源电路、状态检测电路、显示电路和输出控制电路组成,分别介绍了各控制电路的工作原理和控制元件的组成。
关键词:模糊控制;全自动洗衣机;单片机;传感器;检测;隶属函数;前言开发最早的模糊家电产品是洗衣机,洗衣机一般要根据洗衣量的大小、衣物的污垢程度、衣物的质量性质、水温的上下来决定洗涤的时间、水流的强弱、洗涤剂的用量等。
一个有经验的家庭主妇能够把衣物洗得干干净净又不损坏衣料而且又节水、电,这并不是任何人都能够做到的。
因此设计一个“按钮〞洗衣机,它能够根据具体的洗涤情况去调节洗涤水流、洗涤时间等,把衣物洗得干净清爽是人们所向往的。
日本松下、日立、三洋、东芝、夏普等电器公司竞相占领了这个市场,先后推出了多种智能的模糊洗衣机。
据说,这些洗衣机在其他一样的情况下,可以比普通洗衣机提高洗净度20%,几乎可以达到一个有洗衣经验的主妇的水平。
下面以一种模糊控制洗衣机为例,来分析其实现的原理和方法。
1 洗衣条件要把衣服洗干净,去除污垢,与如下一些因素有关:衣服的质料、水的硬度、水的多少和温度、洗涤剂的性能和多少、机械力的大小和作用时间等。
①衣服的质料一般衣服质料纤维可分为两大类:自然纤维的棉制品和人造化学纤维织品。
棉制品的污垢不仅在外表上,而且还渗透纤维内,所以棉制品要比化学纤维织品难洗。
②水水可以带走一般的灰尘和水溶性污垢,所以不用洗涤剂也可以洗去局部污垢。
但是由于外表X力的缘故,水不能溶去和分解油脂类污垢。
水的硬度在用肥皂时也会影响洗涤效果,但影响最大的还是水的温度,在一定的X围内温度越高洗涤效果越好。
如下图是水温和洗净力之间的关系曲线,然而温度不能太高,否如此高温会把附在衣服上的蛋白质凝固,反而会影响洗涤效果。
基于模糊控制的智能洗衣机
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5.存在的问题和丌足: 1 2 3
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确立模糊化和逆模糊化的斱法时,缺乏系统的斱法, 主要依靠经验和试凑,总结模糊控制觃则的时候有时 候比较困难; 控制觃则一旦确定,丌能在线调整,丌能很好地适应 环境的变化。缺乏学习能力的模糊洗衣机丌能满足用 户的要求; 模糊洗衣机由于工作时间的原因,自身机械结构会产 生一定磨损,机械摩擦程度也会发生相应地改变; 洗衣过程中,难克存在衣物褪色的问题。褪色的衣物 在洗涤中会影响水的透光度,进而影响控制器对衣物 洗涤的判断。
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A Fuzzy-Control-Based Smart WashingMachine
基于模糊控制的智能洗衣机
1.课题背景及意义 现代洗衣机是利用电能产生机械作用来洗涤 衣物的清洁电器。洗衣机的出现,将人们从诸 如手搓、棒打等重复而又令人疲劳的简单劳劢 中解放出来,提高了清洗衣物的工作效率,继 而提高了人们的生活质量。随着科学技术的丌 断进步,人们对洗衣机的制造水平和性能指标 也日益提升,基于模糊控制的智能洗衣机便是 顺应时代发展的科技产物之一。
国外研究状况:
日本:模糊洗衣机技术起源于日本,而且日本的洗衣机行 业处于世界领先地位。1990年日本松下电器公司推出带模 糊控制的全自劢洗衣机,取名为:“爱妻号”,这是在世 界上家用电器行业中运用模糊理论生产出来的第一种产品。 德国:西门子全自劢洗衣机XQG52-08X268等经典型号强大 的模糊神经网络控制系统丌仅能实现精准洗涤,而且可以 多斱面洞察用户所需,在全过程中进行自我调整。 韩国:三星WF1702NCW/XSC型号的洗衣机,能全程智能感 知衣料及重量,为用户智能编程,为衣物选择最佳的洗涤 时间和用水量。独有的桶干燥技术可以杜绝霉菌滋生,为 衣物营造干净的洗涤空间,也能延长洗衣机的使用寿命。 其他:LG、TCL等都在模糊洗衣机斱面有着自己的特色。
基于模糊控制的洗衣机控制系统的设计
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1.绪论1.1洗衣机的介绍洗衣机目前作为一种在家庭中必不可少的家用用电器,发展的十分迅猛,备受使用者青睐的莫过于智能型模糊洗衣机,它能自动判断洗涤物的质地和重量,自动选择最佳洗涤程序,自动完成进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列的过程。
1.11洗衣机的发展背景不管是在以前还是现在,衣服的洗涤都是不可避免的,洗衣机问世以前,它还是一项体力活,需要反复的手搓、敲打、清洗,冬天的时候洗衣服就更受罪了,有条件的可以加点热水,但是马上就冷了,还是只得在冰冷的水中搓洗衣服,总之给人的感觉就是一点都不轻松。
1958年,一个叫汉密尔顿·史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。
1874年,同样也是一个美国人叫比尔·布莱克斯,发明了世界上第一台由人工搅拌的洗衣机,随后,“手洗时代”受到挑战。
1911年,还是聪明的美国人,又发现了世界上第一台电动洗衣机。
1920年,洗衣机的材质开始发现变化,美国的玛伊塔格公司将其木制桶改成铝制,第二年又改变了它的结构,有单层改为外层铝、内层铜的双层结构。
1936年,他们又将洗衣机的筒体改为搪瓷。
与此同时,洗衣机开始在世界各地相继问世。
这时出现喷流式和滚筒式两种洗衣机。
1932年后,一家美国公司成功研制了第一台前装式滚筒洗衣机,洗涤、漂洗、脱水全部在一个滚筒内自动完成,洗衣机的发展进入了一个崭新的时代。
这种滚筒洗衣机,很快在欧洲和美洲得到广泛应用。
第一台自动洗衣机于1937年问世。
这是一种“前置”式自动洗衣机。
靠一根水平的轴带动的缸可容纳4000克衣服。
衣服在注满水的缸内不停地上下翻滚,使之去污除垢。
到了40年代便出现了现代的“上置”式自动洗衣机。
随着工业化的加速,世界各国也加快了洗衣机研制的步伐。
首先由英国研制并推出了一种喷流式洗衣机,它是靠筒体一侧的运转波轮产生的强烈涡流,使衣物和洗涤液一起在筒内不断翻滚,洗净衣物。
1955年,在引进英国喷流式洗衣机的基础之上,日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。
基于模糊控制的智能洗衣机
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1课题背景及意义现代洗衣机是利用电能产生机械作用来洗涤衣物的清洁电器。
洗衣机主要由箱体、洗涤脱水桶、传动和控制系统等组成,有的还装有加热装置。
洗衣机一般专指使用水作为主要的清洗液体,有别于使用特制清洁溶液及通常由专人负责的干洗。
洗衣机的出现,将人们从诸如手搓、棒打等重复而又令人疲劳的简单劳动中解放出来,提高了清洗衣物的工作效率,继而提高了人们的生活质量。
随着科学技术的不断进步,人们对洗衣机的制造水平和性能指标也日益提升,基于模糊控制的智能洗衣机便是顺应时代发展的科技产物之一。
回顾洗衣机的发展史,1858年,一个叫汉密尔顿·史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机,标志着用机器洗衣的开端。
次年在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机。
1874年,“手洗时代”受到了前所未有的挑战,美国人比尔·布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。
1880年,美国又出现了蒸气洗衣机,蒸气动力开始取代人力。
蒸汽洗衣机之后,水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。
1910年,美国的费希尔在芝加哥试制成功世界上第一台电动洗衣机。
电动洗衣机的问世,标志着人类家务劳动自动化的开端。
1922年,美国玛塔依格公司改造了洗衣机的洗涤结构,把拖动式改为搅拌式,使洗衣机的结构固定下来,这也就是第一台搅拌式洗衣机的诞生。
1932年,美国本德克斯航空公司宣布,他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机,洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。
第一台自动洗衣机于1937年问世。
这是一种"前置"式自动洗衣机。
1955年,日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。
60年代的日本出现了带干桶的双桶洗衣机,人们称之为“半自动型洗衣机”。
70年代,生产出波轮式套桶全自动洗衣机。
70年代后期,以电脑(实际上微处理器)控制的全自动洗衣机在日本问世,开创了洗衣机发展史的新阶段。
1974年英国学者E.H.Mamdani首次把模糊集合理论成功地应用在锅炉和蒸汽机的控制之中,在自动控制领域中首开模糊控制在实际工程上应用之先河[1]。
全自动洗衣机模糊控制系统的设计与实现
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愈小%反之布阻抗就愈高#
主电机发电时间可直接通过检测起动电容两端输出电势$并将
此电势半波整流后$由光电隔离后放大整形为一矩形脉冲系列的脉
冲数而定#脉冲个数反映布阻抗的大小$脉冲个数多$布阻抗小$反之 图 ! 反电势法测量布质"布量电路
亦然#
’() 浑浊度的检测
浑浊度综合反映了衣物的脏污程度"脏污性质和洗净程度#它是
示程序"故障显示程序等%子程序主要由键盘扫描子程序"键盘处理子程序"显示子程序"布质布量检测子程
序"温度控制子程序"进水子程序"洗涤子程序"漂洗子程序"脱水子程序"防皱子程序"时钟中断子程序等#
万方数据
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第 ’期
刘 龙 等 6浅 谈 图 书 馆 的 形 象 建 设
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!"#较 专深的图书情 报专业 知 识$!%#精 通 全 球 网 络 信 息 资 源 的 识 别 &组 织 和 服 务 &熟 悉 不 同 网 络 系 统 和 技 术 及 其 应 用 范 围 $!’#熟 悉 不 同 学 科 领 域 网 络 信息&并具有 利 用 它 们 的 能 力$!(#操 作 计 算 机 和 网 络 设 备 的 技 能 &便 于 存 取 )利 用 和 加 工 网 络 信 息$!*#能够 组 织 信 息 网 络&包 括 编 目)标 引 上 网) 熟 悉掌握机读目录格式)+,-.著录方法$!/#熟 悉 网 络 上 各 种 检 索 查 询 软 件 &能 全 文 检 索 )数 值 检 索)超 文 体 检 索)多 媒 体 检 索 等&承 担 读 者 在 网 络 上 检 索 信 息 资 源 的 辅 导 工 作 $!0#针 对 网 络 上 信 息 资 源 数 量 大 )类 型 多 )组 织 分 散 混 乱 无 序 且 随 机 变 化 大 等 特 点&能 进 行 综 合 分 析)研 究 和 筛 选&为 读 者 提 供有 序 高 速 可 进 行 传 递 的 信 息&使 读 者 花 较 少 的 时 间 得 到 全 面 )准 确 )更 新 )更 有 价 值 的 信 息 $ !1#具 有 较 高 外 语 知 识 &能 熟 练 运 用 外 语 对 外 文 文 献 进 行 选 择 &编 译 供 读 者 运 用 的 综 合 素 质 人 才 2
全自动模糊控制洗衣机的设计

全自动模糊控制洗衣机的设计摘要:本文将模糊控制引人洗衣机控制系统中, 根据洗衣机工作特点, 重点阐述了其模糊决策系统和主要检测电路, 并给出该洗衣机的控制程序流图。
关键字:模糊控制, 传感器本课题是受日本日立公司委托, 由上海交通大学电机系和计算机系合作开发的科研项目。
主要任务是以洗衣机作为被控对象, 设计一套应用于洗衣机的采用模糊控制理论的交流变频调速系统, 目的是只用一个键就能完成洗衣所有功能。
它有助于我国将模糊控制理论引人家用电器领域, 为我国家用电器智能化开拓思路。
一、基本原理模糊控制是首先对控制对象按照人们的经验总结模糊规则, 采用的数量是模糊量, 由单片机对这些信息按照模糊规则作出决策来完成自动控制。
在洗涤衣物过程中, 衣物的多少, 面料的软硬等都是模糊量, 所以首先做大量的实验, 总结出人为洗涤方式, 从而形成模糊控制规则。
根据传感器接收的信息, 洗衣机判断出衣物多少, 面料软硬和脏污程度、脏污性质, 推理作出模糊决策。
从而完成注水量、洗涤时间、水流强弱、洗涤方式脱水时间、排水等所有功能。
具体工作方式如下:分析洗衣机的运行过程可以看出, 其主要被控参量是洗涤时间和水流强度( 即电机转速) , 影响这一输出参量的主要因素是被洗衣物的脏污程度和脏污性质, 这两个量可以用水的浑浊度和浑浊度变化率来表示( 即浑浊性质) , 在洗涤过程中,油性脏污的浑浊度变化率小, 泥性脏污的浑浊度变化率大。
实际分析证明: 输人和输出之间很难用一定的数学模型来描述, 系统的具体条件具有较大的不确定性, 其控制过程在很大程度上依赖于操作者的经验, 用常规的控制方法难以达到理想的效果。
应用模糊控制技术就能容易解决这个问题。
根据上述分析和模糊控制技术的基本原理, 可以作出确定洗衣机的模糊控制图如图1 所示:定义输入量浑浊度模糊词集为: 清、较浊、浊、很浊定义翰人量浑浊度变化率模糊词集: 零、小、中、大定义输出量洗涤时间模糊词集为: 短、较短、标准、长二、模糊决策描述输人、输出变量的词集都是模糊量, 可以用模糊集合来表示, 用模糊推理来运算。
洗衣机模糊控制原理毕业论文
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毕业论文洗衣机模糊控制原理中文摘要洗衣机自问世以来,经过一个多世纪的发展,现正呈现出全自动、多功能、大容量、高智能、省时节能的发展趋势。
近年来,电子技术、控制技术、信息技术的不断完善、成熟,为上述发展趋势提供了坚强的技术保障。
L·A·Zadeh教授最早提出了模糊集合理论,由此产生了模糊控制技术,其突出的优点是:不需要对被控对象建立精确的数学模型。
对于复杂的、非线性的、大滞后的、时变的系统来说,建立数学模型是非常困难的。
全自动滚筒洗衣干衣机的自动化、智能化控制正是一种难以建立精确数学模型的控制问题,采用模糊控制技术,可以很方便的控制洗衣干衣过程。
模糊控制全自动滚筒洗衣干衣机是通过模糊推理找出最佳洗涤烘干方案,以优化洗涤烘干时间、洗净程度、烘干效果,最终达到提高效率,简化操作,、节水节电省时的效果。
模糊控制全自动滚筒洗衣干衣机属于创新项目,填补国内空白,达到国际先进水平。
它的研制成功,必将大大推动我国乃至世界洗衣机行业的发展。
模糊控制是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种智能控制方法,它是从行为上模仿人的模糊推理和决策过程的一种智能控制方法。
该方法首先将操作人员或专家经验编成模糊规则,然后将来自传感器的实时信号模糊化,将模糊化后的信号作为模糊规则的输入,完成模糊推理,将推理后得到的输出量加到执行器上。
关键词:洗衣干衣机、家用滚筒式、模糊控制技术、模糊控制器、模糊控制规则ABSTRACTIt has been developed for more than one century since the emergence of washing machine.Now the tendency to develop is fully- automatism,Multifunction,large capacity,high intelligence,time and energy saving.Recently,the tendency has been guaranteed substantially with the perfection and mature of electronic technology,control technology and information technology.Professor L·A·Zadeh first put forward the Theory of Fuzzy Set,from which the technology of Fuzzy Control arise.It is extraordinary virtue is:There is no definite need to establish the exact math model of the controlled object.It is very convenience to establish mathematical models to the systems with very complex,non.1inear,large—lag and timely change characteristic.And it is the very problem incontrol to establish the exact mathematical model in fully-automatic washing—drying machines automatism and optimize.It is very convenient to control the process of washing and drying to use the technology off contr01.The fuzzy control of the fully—automatism front loading washing· drying machine, is through the fuzzy inference to find the best plan of washing-drying,optimize the time of washing and drying,the degree of cleaning and the effect of drying SO to reach the intention of raising the efficiency,predigesting the operate and saving the water and electricity.Fuzzy control fully—- automatism front loading washing drying machine is an innovate project,which padded the blankness in the world and achieve international advanced level.The Success of the research will impel the development of the washing machine industry greatly.Key Words:washing—drying machine,household front loading,fuzzy control technology,fuzzy controller,fuzzy control rule .目录:第一章:简介1.绪言2.简单论述第二章:模糊控制理论和技术基础1. 模糊控制原理2. 模糊控制器的构成3. 模糊控制系统的工作原理4. 模糊控制系统分类5. 模糊控制器的设计6. 模糊控制器设计实例-洗衣机模糊控制第三章:程序实现1.模糊控制理论和技术基础总结2.程序设计及实现1 绪论第一章绪言国际相关产品的发展水平、现状及发展趋势:1965年,美国加里弗尼亚大学控制理论教授L·A·Zadeh(扎德)提出模糊集理论。
洗衣机神经网络模糊控制器的设计

( 1 真 3仿 训 练 好 的 网 络 需 要 进 行 测 试 .在 实 验 中及 时 调 整
参数 , 到最佳 的洗衣效果 。应该改变输人 的参量 , 达 得
现 计算 210 下 ⑥ 代 机 028 .
0 引 言
洗 衣 机 的 主 要 控 制 参 量 为 洗 涤 时 间 和水 流 强 度 . 而影 响 这 一 输 出量 的 主 要 网子 是 被 洗 物 的 浑 浊 程 度 和
浑 浊 性 质 . 者 可 用 浑 浊 度 的变 化 率 来 描 述 在 洗 涤 过 后 程中 . 污的浑浊变化率越小 . 油 泥污 的 浑 浊 度 变 化 率 越 大 因此 . 浊 度 及 其 变 化 率 可 以作 为控 制 系统 的输 入 浑 参 量 . 洗 涤 时 间和 水 流强 度 可作 为 控 制 量 . 而 即系 统 的
度信息 由传感器送到信息处 理单元 .分为浑浊度 和浑
收 稿 日 期 :0 2 0 —1 21- 7 7 修 稿 日期 :0 2 8 7 2 1 —0 —1
作 者 简介 : 曹成 铜 ( 9 6 , , 北 遵化 人 , 理 工 程 师 , 科 , 究 方 向 为计 算机 应 用技 术 1 7 一) 男 河 助 本 研
络。
图 2 模 糊 控制 的 控 制部 分 框 图
( ) t :a 2  ̄l t i J练 r n B P网 络 初 始 化 以后 ,就 可 对 之 进 行 训 练 了 。 函数 t i 用 的 是 批 处 理 方 式 进 行 网络 连 接 权 值 和 阈 值 的 r n采 a
更 新 , 对 其 参 数 进 行 设 置 , 如 学 习 步 长 、 差 目标 要 例 误
3 应 用 MaL b进 行 仿 真 实 验 ta
模糊控制洗衣机本科毕业论文

本科毕业论文模糊控制洗衣机成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文(设计)(模糊控制洗衣机)摘要模糊洗衣机是一种智能型的洗衣机,它和传统的洗衣机相比,是一种全新的家用电器。
传统的全自动化洗衣机有两种,一种是机械控制式,一种是单片机控制式。
无论采用什么方式,它们都需要进行人为的洗涤程序选择,衣质和衣量选择,然后才能投入工作。
在本质上讲,这种洗衣机还称不上是全自动的,最多只能称为半自动的。
用MC6805R3控制的模糊洗衣机和传统的洗衣机有很大的区别,它能自动化识别衣质、衣量、自动识别肮脏程度,自动化决定水量、自动投入恰当的洗涤剂,从而全部自动地完成整个洗染过程。
由于洗涤程序是通过模糊推理而决定的,帮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作用。
关键词:洗衣机分类、智能型、单片机、自动化AbstractOut the washing machine is a wit washing machine, and traditional the washing machine, is a new household appliances. The traditional full automation washing machine has two, the mechanical control, which are monolithic integrated circuits to control type. No matter what, all of them will require artificial washing procedure, the quality and the quantity, then committed to work. in essence, the washing machine is no automatic, semi-automatic, most can be clothing words:Cam、high deputy、automationMc6805r3 blurred with the washing machine and traditional the washing machine, a major difference, it can automatically identify clothes, clothes, dirty automatically identify and automation to decide automatically on water and proper that automatically remove all the process. The washing process by obscure reason, and help with the washing, but efficiency will not significantly improve the washing machine of automation, has greatly improved the quality.Mc6805r3 blurred with the washing machine can say is really an automatic washing machine. In the control, control software mc6805r3 monolithic integrated circuits and vague a decisive role.Keywords :the washing machine, classifying, Intelligent, monolithic integrated circuits, automated目录第一章模糊洗衣机控制系统逻辑结构 (1)第一节电源电路 (1)第二节洗衣机状态检测电路 (1)第三节显示电路 (2)第四节输出控制电路 (2)第二章模糊洗衣机的模糊推理 (5)第三章洗衣机物理量量检测方法 (9)第一节浑浊度的检测 (9)第二节布量和布质的检测 (11)第三节水温检测 (12)第四章布质布量的模糊推理 (13)第一节布量的检测和推理 (13)第二节布质的检测和推理 (14)谢辞 (18)参考文献 (19)第一章模糊洗衣机控制系统逻辑结构单片机MC6805R3对洗衣机的控制系统逻辑结构如图1-1所示。
毕业设计--洗衣机模糊控制系统设计论文

摘要将模糊理论应用于洗衣机上是实现家电产品更新换代的重要手段,本文介绍了一种具有自学习功能的模糊智能洗衣机的设计方案,它是以单片机MC6805R3为核心,通过传感器对布量,布质,水温,浑浊度的检测,将得到的数据发送给单片机MC6805R3以实现洗衣机的智能控制,提高洗衣质量。
文中还介绍了系统的软硬件组成并较详细介绍了采用动态监视的方法实现洗衣机自学习的功能。
关键词:模糊控制自学习洗衣机传感器ABSTRACTWill blur the theory to apply will be realizes the electrical appliances product renewal important method on the washer, this article introduced one kind had from the study function fuzzy intelligent washer design proposal, it was take monolithic integrated circuit MC6805R3 as the core, through the sensor to the cloth quantity, the cloth nature, the water temperature, the opacity examination, the data transmission which obtained by realizes the washer intelligent control for monolithic integrated circuit MC6805R3, enhanced washes clothes the quality. In the article also introduced the system software and hardware composition and in detail introduced uses the dynamic surveillance the method realization washer from the study function.KEYWORDS: Fuzzy control From studies the washer Sensor目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章引言 (1)第二章 (3)2.1 模糊控制的基本思路 (3)2.2 模糊控制洗衣机的基本设计思路 (4)第三章 (5)3.1 模糊全自动洗衣机的模糊推理 (5)3.2 模糊洗衣机的控制系统逻辑结构 (9)3.2.1电源电路 (10)3.2.2洗衣机状态检测电路 (10)3.2.3显示电路 (11)3.2.4输出控制电路 (11)3.3 洗衣机物理量检测 (12)3.3.1浑浊度的检测 (12)3.3.2 布量和布质的检测 (14)3.3.3 水温检测 (15)3.3.4 水位的检测 (15)3.4 检测软件框图 (16)3.5 洗衣机的自学习功能 (18)总结 (20)参考资料: (21)致谢 (22)ContentsAbstract (I)ABSTRACT (II)First chapter introduction (1)Second chapter (3)2.1 fuzzy controls basic mentalities (3)2.2 fuzzily controls the washer the basic design mentalit (4)Third chapter (5)3.1 fuzzy completely automatics washers fuzzy reasoning (5)3.2 fuzzy washers control system logical organizations (9)3.2.1 power circuits (10)3.2.2 washers conditions examination electric circuit (10)3.2.3 display circuits (11)3.2.4 outputs control circuit (11)3.3 washers physical quantities examine (12)3.3.1 opacities examinations (12)3.3.2 cloths quantities and the cloth archery target examines (14)3.3.3 water temperatures examine (15)3.3.4 water levels examinations (15)3.4 examinations softwares diagram (16)3.5 washers from study function (18)Summarizes (20)Reference: (21)Expresses thanks (22)第一章引言模糊控制是以集合理论为基础的一种新兴手段,它是模糊系统理论和模糊技术与自动控制技术相结合的产物。
模糊洗衣机系统设计
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模糊洗衣机系统设计引言:随着科技的不断发展,家庭电器设备越来越智能化。
洗衣机作为家庭必备的电器之一,也在不断升级和改良。
本文将介绍一种模糊洗衣机系统的设计,通过模糊控制算法提高洗衣机的智能化和自动化水平。
一、背景以往的传统洗衣机通常只有几个固定的洗涤模式,用户需要根据衣物的种类和污渍程度手动选择合适的模式。
这种方式存在以下问题:1.用户需要具备一定的专业知识才能正确选择洗涤模式,对于一些不了解洗衣常识的用户来说十分困难。
2.不同温度、不同时间和不同动作的组合会对衣物产生不同的影响,容易导致衣物磨损、褪色或洗不干净。
3.用户的使用习惯差异大,有些用户喜欢洗涤时间长一些,有些用户喜欢洗涤时间短一些,传统的洗衣机无法满足不同用户的需求。
二、设计目标基于以上问题,本设计的目标有以下几点:1.提供更多的洗涤模式,覆盖不同种类、不同材质和不同污渍程度的衣物。
2.自动选择合适的洗涤模式和参数,不需要用户进行手动操作。
3.智能地根据用户的习惯和需求进行洗涤,提供个性化的洗衣服务。
三、系统架构本设计的模糊洗衣机系统分为三个主要模块:感知模块、控制模块和执行模块。
1.感知模块感知模块主要负责感知洗衣机周围的环境和衣物的特征。
它可以通过传感器实时检测洗衣机内外的温度、湿度、衣物重量、水位等参数,并把这些信息传输给控制模块。
2.控制模块控制模块是模糊洗衣机系统的核心部分,它根据感知模块提供的数据,通过模糊控制算法来选择最佳的洗涤模式和参数。
模糊控制算法可以根据事先设定的规则,模糊推理器和模糊控制器来确定洗涤模式的选择。
用户可以通过控制模块进行个性化设置,例如洗涤时间、洗涤温度等。
3.执行模块执行模块根据控制模块的指令执行相应的洗涤操作。
它通过控制电机、加热器、水泵等设备的运转来完成洗涤过程。
执行模块需要具备一定的自主判断和动作执行能力,能够根据控制模块的指令进行动态调整和响应。
四、系统算法在本设计中,采用模糊控制算法来实现自动选择洗涤模式和参数。
毕业设计洗衣机模糊控制器
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第4章 神经模糊控制洗衣机设计20世纪90年代初期,日本松下公司推出了神经模糊控制全自动洗衣机。
这种洗衣机能够自动判断衣服的质地软硬程度、衣量多少、脏污程度和性质等,应用神经模糊控制技术,自动生成模糊控制规则和隶属函数,预设洗衣水位、水流强度和洗涤时间,在整个洗衣过程中实时调整这些参数,达到最佳的洗衣效果。
4.1 洗衣机的模糊控制洗衣机的主要被控参量为洗涤时间和水流强度,而影响这一输出参量的主要因子是被洗物的浑浊程度和浑浊性质,后者可用浑浊度的变化率来描述。
在洗涤过程中,油污的浑浊度变化率小,泥污的浑浊度变化率打。
因此,浑浊度及其变化率可以作为控制系统的输入参量,而洗涤时间和水流强度可作为控制量,计系统的输出,实际上,洗衣过程中的这类输入和输出之间很难用一定的数学模型来描述。
系统运行过程中具有较大的不确定性,控制过程在很大程度上依赖操作者的经验,这样一来,利用常规的方法进行控制难以奏效。
但是,如果利用专家知识进行控制决策,往往容易实现优化控制,这是在洗衣机中引入模糊控制技术的主要原因之一。
根据上述的模糊控制基本原理,可得出确定洗涤时间的模糊推理框图如图4-1所示。
其输入量为洗涤水的浑浊度及其变化率,输出量为洗涤时间。
考虑到适当的控制性能需要和简化程序,定义输入量浑浊度的模糊词集为清、较浊、浊、很浊;定义浑浊度变换率的模糊词集为零、小、中、大;定义输出变量洗涤时间的模糊词集为短、较短、标准、长。
描述输入输出变量的词集都具有模糊特性,可以用模糊集合表示。
因此,模糊概念的问题就转化为求取模糊集合的隶属函数的问题。
模糊控制器FC洗涤时间浑浊度浑浊度变化率图4-1 确定洗涤时间的模糊推理框图通常定义一个模糊子集,实际上就是确定模糊子集隶属函数形状的过程。
将确定的隶属函数曲线离散化,就得到了有限个点上的隶属度,构成了一个相应的模糊子集。
如图4-2所示,定义的隶属函数曲线表示论域x 对模糊变量A 的隶属程度。
基于模糊控制的洗衣机控制系统设计
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科技迅速发展的当今时代,人们关注更多的是自己的 生活舒适性,而生活最近的就是自己的家居环境,所以智 能家居越来越多地走入我们的生活。但是智能家居不是一 个简单的环境,不是一个简单的居所,而是融入更多的科 技。我们希望从睡醒开始就可以带给我们方便,给予我们 更加舒服的体验,包括家庭的安全性、环境审美的艺术性、 环保健康舒适性等 [1]。
3.2 输入输出模糊集 模糊是人类独有的程度状态量,例如好、高、暖和、胖、 快、慢等。而这些程度量该如何让计算机也能感受到呢? 常规的工作中,我们凭借经验知识进行控制可以得到理想 的效果。所以科学技术人员设想将这些程度概念引入系统 之中,即将专家的知识以某种状态引入系统当中。通过类 似人脑来控制整个系统,实现良好的效果。但是这个程度 怎么让计算机感受到呢,所以引入隶属度,通过数值的大 小体现程度的状态。隶属度的范围是 [0,1],即数值越大, 程度越强。而在此就需要对输入量和输出量通过定义隶属 函数进行模糊化的处理,以实现系统的要求 [3]。 3.3 推理机 在人脑思维中,对于存储的经验、知识的运用都是通 过按照某种事实进行推理分析得到一定的结论,所以这是 人类固有的事实推理能力。而对于模糊控制系统,其融入 了专家智慧到其中,所以需要搭建与之匹配的推理程序来 完成对应的推理分析过程。模型中的推理过程,按照搭建 模型里的传感器数据作为输入量,通过设定的模糊规则, 实现推理过程,进行方程组的求解,获得最终的模糊运算 联系。而其中所设定的控制变量要具有一定的功能。推理 过程存在很多种,而一般采用的方法如下:正向推理即根 据既定事实进行符合推理逻辑的分析;反向推理即根据假 定结论逆推事实来验证其正确性,结合系统设计的要求, 本文则采用的正向推理过程。 3.4 隶属函数 由于程度量是人类所固有的感知状态,如何使得控
洗衣机模糊控制系统设计

洗衣机模糊控制系统设计模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础,将领域内的专家经验和知识总结出模糊控制规则,构成描述具有不确定性复杂对象的模糊关系,通过被控系统输出误差及误差变化和模糊关系的推理合成来获得控制量,从而实现对系统的控制。
模糊化接口的设计步骤事实上就是定义语言变量的过程,可分为以下几步:语言变量的确定2)语言变量和对应函数的设计在模糊控制器的设计中,通常就把语言变量的论域定义为有限整数的离散论域。
为了提高实时性,模糊控制器常常以控制查询表的形式出现。
该表反映了通过模糊控制算法求出的模糊控制器输入量和输出量在给定离散点上的对应关系。
为了能方便地产生控制查询表,在模糊控制器的设计中,通常就把语言变量的论域定义为有限整数的离散论域。
对于洗衣机来说,衣物的材质、质量和肮脏程度是影响洗涤过程和洗涤质量的3个重要因素。
由于在每次的洗涤过程中,待洗衣服的材质、质量和污浊程度是不同的,这就使得洗衣机所要处理的对象的状态是变化的,是模糊的。
采用模糊控制的洗衣机,则可以检测出衣物的污浊程度、材质和质量等影响洗衣过程的要素,利用模糊推理,确定出洗衣过程中的注水水位、洗涤水流、洗涤时间和洗涤次数等。
a)衣物质量的检测预先加人一定质量的水'电器启动一段时间,之后断电。
由于衣物的质量不同则造成电机断电之后的脉冲会有所不同,通过检测电机的脉冲而判断出洗衣桶内的衣物质量。
b)在确定衣物质量后,往洗衣机内注人最佳水位后重复上一过程。
由于衣物材质的不同,其阻力也会有所不同,同样检测电机脉冲而判断出衣物的材质。
c)浑浊度检测利用不同浑浊度的水的透光性不同的原理,光面三极管感应由发光二极管发出的穿过出水口中的光的强弱来来判定衣物的浑浊度。
模糊控制规则的建立洗涤流程阶段数由布质、布量、污性、污染程度决定。
推理所用原始数据主要根据经验确定,计算中先将输入变量值转化为模糊量,再根据输入模糊查表确定洗涤流程阶段数。
模糊洗衣机控制系统设计
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0引言传统的自动洗衣机需要人来设定相应的洗涤参数,如洗涤时间、水流强度和洗涤剂浓度等,模糊控制智能洗衣机则可以模拟人的思维完成洗涤参数的自动设定。
模糊洗衣机是利用模糊控制器代替人的大脑分析各种传感器检测的有关信息,如衣量、布质、水位、水温等,筛选出洗衣参数,达到类似人工选择的效果,实现洗衣机的全自动智能控制。
1硬件设计模糊洗衣机控制系统框图如图1。
模糊洗衣机主要由微处理器(STC89C52)、检测电路、驱动电路、控制面板和电源电路组成。
检测电路通过各传感器检测各有关信息送给微处理器分析,驱动电路将微处理器信号放大控制主电机运行和进排水阀的通断。
图1控制系统框图1.1水位检测电路水位检测采用水位传感器,水位传感器是一个LC 振荡电路,在洗衣机外桶上设有一气室,水位改变时,可改变气室内部压力大小,气压上升时,气室内部机构带动LC 振荡电路线圈向上移动,改变电感量,从而改变振荡电路的频率,微处理器通过检测频率的大小间接判断水位信息。
发出指令控制进排水阀的通断。
1.2布质和布量检测电路布质和布量检测是根据水位一定的情况下不同的布质和布量的阻尼不同来得到,洗涤时,切断电机电源,使电机工作于发电状态,通过测量此时定子绕组两端的反电动势可推得阻尼的大小,即可通过模糊推理粗略得出相应的布质和布量。
1.3浑浊度检测电路浑浊度传感器安装与洗涤筒底部,靠近排水阀进水口的位置,浑浊度传感器是利用红外发光二极管和光敏三极管获取洗涤液对光的通透程度来判定衣物脏污程度的发光二极管发出的光透过洗涤液照射到光敏三极管的基极,使光敏三极管基极电流、集电极电流发生变化,再将电流变化转换成电压变化。
洗涤液的脏污程度不同,发光二极管通过洗涤液照射到光敏三极管上的光强度不同,在光敏三极管上产生的电流强度不同。
微处理器依据接收到的电压信号的强弱,测知液体的浑浊度,推算出衣物的脏污程度,依据此数据决定水位、水流强度、洗涤时间等参数。
1.4水温检测电路水温检测电路采用温度传感器。
模糊控制全自动洗衣机控制系统设计
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业内人士表示,尖端洗涤技术的革新,所表现出的洗衣方式更加注重健康和个性化,已在市场发展中倍受欢迎。
1.2
从古到今,洗衣机都是一项难以逃避的家务劳动,而在洗衣机出现以前,对于许多人而言,它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣,手搓、棒击、冲刷、甩打、、、、、、这些不断重复的简单的体力劳动,留给人的感受常常是:辛苦劳累。
1858年,汉密尔顿·史密斯制成了世界上第一台洗衣机。1874年,“手洗时代”受到了前所未有的挑战,美国人比尔·布莱克斯发明了世界上第一台人工搅动洗衣机。1911年美国人又研制了世界上第一台电动洗衣机。1920年美国的玛依塔格公司又把洗衣机的木制桶改为铝制桶体,第二年又把铝制桶体改为外层铸铝,内层为铜板的双层结构。1936年,他们又将搪瓷用于洗衣机桶体。与此同时,世界各地也相继出现了洗衣机。欧洲国家研究成功了喷流式洗衣机和滚筒式洗衣机[6]。
与传统控制理论相比,模糊控制有两大不可比拟的有点:第一,模糊控制在许多应用中可以有效且便捷的实现人的控制策略和经验,这一优点自从模糊控制诞生以来就一直受到人们密切的关注;第二,模糊控制不需要被控对象的数学模型即可实现较好的控制,这是因为被控对象的动态特性已隐含在模糊控制器输入、输出模糊集及模糊规则中[8]。所以模糊控制被越来越多的应用于各个领域,尤其是被广泛应用于家电系列中,基于模糊控制的洗衣机就是其中的一个典型实例。
毕业设计(论文)
题目:模糊控制洗衣机控制系统设计
(英文):design ofcontrol system of fuzzy control
模糊控制全自动洗衣机控制系统设计毕业设计
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毕业设计模糊控制全自动洗衣机控制系统设计1 洗衣机类别1.1 洗衣机的分类1.1.1按自动化程度分类(1)普通型。
(2)半自动型。
(3)全自动型三大类。
1.1.2 按结构方式分类(1)单桶洗衣机。
(2)双桶洗衣机。
(3)套桶洗衣机。
1.1.3 按洗涤方式分类,洗衣机可分为波轮式、滚筒式等(1)波轮式洗衣机。
波轮式洗衣机是将洗涤衣物浸泡在水中,靠波轮正、反方向的交替转动或连续单方向的转动使衣物在水中不断翻滚,而达到洗净衣物的目的。
主要特点是:洗涤能力强、洗涤时间短、结构简单、可调节水位、成本低、易维修、易操作。
(2)滚筒式洗衣机。
滚筒式洗衣机自动化程度高,洗涤性能好,容量大,质量高。
2洗衣机主要部件2.1 洗衣机电机全自动洗衣机电机XD-180W2.2 定时器定时器是普通型波轮式洗衣机中的关键部件之一。
它主要起两个作用:一是控制洗涤电机和脱水电机运转时间的长短;二是控制电机按预定的程序自动地实现正反转、停转的时间。
普通型波轮式洗衣机,大多采用发条式定时器。
而许多大波轮新水流式洗衣机使用电动式定时器。
2.3 进水电磁阀进水电磁阀简称进水阀、注水阀。
在全自动洗衣机上,以内功用进水阀来实现自动注水和停止进水。
它和水位开关互相配合,对洗衣桶的水位高低进行自动控制。
2.3.1 工作原理进水阀是一种电磁阀,阀中心是铁心,铁心外为电磁线圈,线圈不通电时,在小弹簧的作用下铁心被压下,封住了橡胶阀上所装的塑料盘中间的泄压孔,这时书从加压针孔进入控制腔,使进水腔和控制腔的水压相等。
由于橡胶阀上部的受压面积大于下部的受压面积,所以橡胶阀被压紧在阀座上起到了封闭作用。
其封闭的可靠性是由铁心所受的压力决定的,贴心的下端与泄压孔接触,铁心的上端受压面积大于下端的受压面积,显然水的压力越大,铁心对泄压孔的封闭压力越大,封闭越可靠。
早水压力低时,阀的封闭性就差,所以对水压有个最低要求,不能低于0.3Mpa。
当线圈通电时,电磁力克服下弹簧的弹力将添心吸上,泄压孔打开,由于泄压孔大于加压针孔,控制腔内的水将很快流出,压力降低,进水腔为自来水压,橡胶阀的下部压力大于上部压力,即被下部的水压推开,阀即开启注水。
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摘要将模糊理论应用于洗衣机上是实现家电产品更新换代的重要手段,本文介绍了一种具有自学习功能的模糊智能洗衣机的设计方案,它是以单片机MC6805R3为核心,通过传感器对布量,布质,水温,浑浊度的检测,将得到的数据发送给单片机MC6805R3以实现洗衣机的智能控制,提高洗衣质量。
文中还介绍了系统的软硬件组成并较详细介绍了采用动态监视的方法实现洗衣机自学习的功能。
关键词:模糊控制自学习洗衣机传感器ABSTRACTWill blur the theory to apply will be realizes the electrical appliances product renewal important method on the washer, this article introduced one kind had from the study function fuzzy intelligent washer design proposal, it was take monolithic integrated circuit MC6805R3 as the core, through the sensor to the cloth quantity, the cloth nature, the water temperature, the opacity examination, the data transmission which obtained by realizes the washer intelligent control for monolithic integrated circuit MC6805R3, enhanced washes clothes the quality. In the article also introduced the system software and hardware composition and in detail introduced uses the dynamic surveillance the method realization washer from the study function.KEYWORDS: Fuzzy control From studies the washer Sensor目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章引言 (1)第二章 (3)2.1 模糊控制的基本思路 (3)2.2 模糊控制洗衣机的基本设计思路 (4)第三章 (5)3.1 模糊全自动洗衣机的模糊推理 (5)3.2 模糊洗衣机的控制系统逻辑结构 (9)3.2.1电源电路 (10)3.2.2洗衣机状态检测电路 (10)3.2.3显示电路 (11)3.2.4输出控制电路 (11)3.3 洗衣机物理量检测 (12)3.3.1浑浊度的检测 (12)3.3.2 布量和布质的检测 (14)3.3.3 水温检测 (15)3.3.4 水位的检测 (15)3.4 检测软件框图 (16)3.5 洗衣机的自学习功能 (18)总结 (20)参考资料: (21)致谢 (22)ContentsAbstract (I)ABSTRACT (II)First chapter introduction (1)Second chapter (3)2.1 fuzzy controls basic mentalities (3)2.2 fuzzily controls the washer the basic design mentalit (4)Third chapter (5)3.1 fuzzy completely automatics washers fuzzy reasoning (5)3.2 fuzzy washers control system logical organizations (9)3.2.1 power circuits (10)3.2.2 washers conditions examination electric circuit (10)3.2.3 display circuits (11)3.2.4 outputs control circuit (11)3.3 washers physical quantities examine (12)3.3.1 opacities examinations (12)3.3.2 cloths quantities and the cloth archery target examines (14)3.3.3 water temperatures examine (15)3.3.4 water levels examinations (15)3.4 examinations softwares diagram (16)3.5 washers from study function (18)Summarizes (20)Reference: (21)Expresses thanks (22)第一章引言模糊控制是以集合理论为基础的一种新兴手段,它是模糊系统理论和模糊技术与自动控制技术相结合的产物。
自从这门学科诞生以来,它产生许多探索性的甚至是突破性的研究应用成果,同时,这一方法也逐步成为人们思考问题的重要方法论。
1995年美国的控制论专家L。
A。
Zadeh教授创立了模糊集合论,从而为描述,研究和处理模糊性现象提供了一种新的工具。
一种利用模糊集合的理论来建立系统模型,设计控制器的新型方法——模糊控制也随之问世了。
模糊控制的核心就是利用模糊集合理论,把人的控制策略的自然语言转化为计算机能够接受的算法语言所描述的控制算法,这种方法不仅能实现控制,而且能模拟人的思维方式对一些无法构造数学模型的被控对象进行有效的控制。
我们都知道在现实生活中的一些概念是有着明确意义的,比如说“一个”,“男人”,“货币”等概念,对于这些明确的概念,在数学中常常用经典集合来表示,但是现实生活中不是每个概念都是很明确的,比如我门是“青年人”这个概念,你能在年龄上划两条线,表明在两条线内的就是青年人,而在其外的就截然不是青年人吗?显然这样做是不行的,因为人的生命是一个连续的过程,一个人从少年走向青年是一日一日积累的,同样,一个人从青年步入中年也是一个渐变的过程。
我们把这样的一类概念称之为模糊概念。
模糊集合理论就是处理这些模糊概念的。
将模糊集合理论运用于自动控制而形成的模糊控制理论,在近年来得到了迅速的发展,其原因在于对那些时变的非线性的复杂系统,当无法获得精确的数学模型的时候,利用具有智能的模糊控制器能给出有效的控制。
例如,在炼钢,化工,人文系统以及医学心理系统中,要得到正确而且精密的数学模型是相当困难的。
对于这些系统却具有大量的以定性的形成表示的极其重要的先验信息,以及仅仅用语言规定的性能指标。
同时,要求过程的操作人员是系统的基本组成部分等。
所有这些都是一种不精确性,应用一般的控制理论是很难实现控制的,但是,这类系统由人来控制却往往容易做到。
这是因为过程操作人员的控制方法是建立在直观的和经验的基础上,他们凭借实践积累的经验,采取适当的对策完成控制任务,于是,人们把操作人员的控制经验归纳成定性描述的一组条件语句,然后运用模糊集合理论将其定量化,使控制器得以接受人的经验,模仿人的操作策略,这样就产生了以模糊集合理论为基础的模糊控制器。
模糊控制理论的提出是控制思想的一次深刻的变革,它标志着人工智能发展到了一个新的阶段。
随着计算机及其相关技术的发展,模糊控制也由最初的经典模糊控制发展到自适应模糊控制,专家模糊控制和基于神经网络的自学习模糊控制。
其实现方式也由最初在微型机(单片机)上用软件方法实现发展到应用模糊控制开发出计算机进行直接控制。
模糊控制作为智能领域中最具有实际意义的一种控制方法,已经在家用电器自动化领域和其他很多行业中解决了传统控制方法无法或者是难以解决的问题,取得了令人瞩目的成效。
已经引起了越来越多的控制理论的研究员和相关领域的广大工程人员的极大兴趣。
但是就目前的状况来看,尚缺乏重大的突破,因此模糊控制无论在理论和应用上都有待于进一步的深入研究和探讨。
以洗衣机为例,早期人们洗衣时用洗衣板,进而用机械定时式洗衣机,是半机械半电子式。
到后来是全自动洗衣机。
现在,人们希望的是智能型的洗衣机。
只要把衣服放进洗衣机,启动电源,洗衣机就能自动判别衣质、衣量、污浊度并自动确定洗涤时间,到最后出来的就是干净的衣服。
我国的模糊研究是从1976年开始的,而在1992年前尚无在家电产品上应用.1992年四月轻工部系统企业在重庆召开了首届“全国家用电器模糊技术应用研讨会重点研究了国外洗衣机模糊控制的范例。
使我国在家电模糊控制领域中发展自己的产品,适应现代社会人们对电器方便快捷准确的要求。
本文介绍了一种具有自学习功能模糊智能洗衣机的设计方法。
第二章2.1 模糊控制的基本思路在设计一个模糊控制的洗衣机前,我门必须先弄懂关于模糊控制的基本思路,这样才能在对模糊控制器的学习过程中得到我门想要的设计方法和必要的理论依据。
模糊控制通过对模糊逻辑和近似推理方法,把人的经验形式化、模型化,变成计算机可以接受的控制模型,让计算机代替人来进行有效的实时控制,为实现模糊控制,语言变量的概念可作为描述受动控制策略的基础,并在此基础上发展为一种新型的控制器——模糊控制器8,设计模糊控制器必须解决以下三个问题:(1)输入量、输出量的模糊量化;(2)建立模糊控制规则或模糊控制表;(3)输出信息的模糊判决。
模糊控制原理框图如图2-1所示。
S——系统的设定值,是精确量。
e,c——系统偏差与偏差变化率,均是精确量。
E,C——经模糊量化处理后,偏差与偏差变化率变成的模糊量。
U——模糊量的偏差与偏差变化率经模糊控制规则,近似推理处理后,得到模糊量的控制作用U。
u——对模糊量的控制作用U,经模糊判决,得到模糊控制器输出的精确量的控制作用u,去控制被控对象。
在图2-1中,由模糊量化模糊化模块、模糊控制规则模块和模糊判决模块组成的是模糊控制器。
模糊控制器其实就是一台微机,它可以是系统机,也可以是由完全模糊硬件来实现的模糊控制器,也可以是单片机。
本文讲述的正是用单片机作模糊控制器来实现整个模糊控制的。
2.2 模糊控制洗衣机的基本设计思路在对模糊控制有了一定了解后我们很容易就能确定我门设计的着手方向。
所以模糊控制(也称自适应控制)全自动洗衣机由硬件(模糊控制器)和软件(模糊芯片)组成,本文着重介绍硬件部分。
模糊控制器一般是由驱动部分、光传感器、水位传感器、衣物量和布质传感器、温度传感器、微处理器组成,由各传感器得到数据.送入微机处理,驱动洗衣机工作。