采用模糊控制的全自动洗衣机
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。
人工智能-模糊控制全自动洗衣机 -
在模糊洗衣机中,布质和布量是无法通过物理传感器测出的;所以,它们的求取都是采用间接的方法.布质，布量和洗涤的过程有很大的关系.从一般人们的经验知道,布质是绵质,则洗涤会困难一些;布质如果是化学纤维,则困难会小一些.布量多一些,则洗涤过程要长一些,反之短一些.所以,除了肮脏度之外,模糊推理还考虑布质和布量.
模糊控制全自动洗衣机
1.模糊控制简介
模糊控制是一种非线性的控制方法,主要针对那些无法取得数学模型或数学模型相当粗糙的系。首先要对被控对象按照人们的经验总结出模糊规则,采用模糊量,借助单片机对这些信息按照模糊规则转换为控制量,来完成自动控制。
2.应用前景
近年来,模糊控制在家用电器控制中得到较广泛的应用,采用模糊控制的洗衣机,可具有自动识别衣质、衣量、脏污程度、脏污性质、自动决定水量、自动投入恰当的洗涤剂等功能,不仅实现了洗衣机的全面自动化,也大大提高了洗衣的质量。
则把水流定为特弱，洗涤时间定为特长；洗衣推理如表1所示:
表1洗衣机的模糊推理
他给出了洗衣机推理的所有规则。很明显这些规则的前见有三个因素，后件有两个因素。故它们也是一种多输入多输出的推理。对于输入量，即前件，各个因素的模糊量定义不同。布量的模糊量为多中少；水温的模糊量为高中低；而布质的模糊量为棉布偏多，棉布化纤各半，化纤偏多；而输出量，即后件中，水流的模糊量取特强，强，中，弱，特弱；时间的模糊量取特长，长，中，短，特短；在上述的模糊量中，各自的隶属函数都不同。水温，布质和时间的模糊量如图3所示。
对于主要因素推理和顺序因素推理这两种推理，它们之间是有这隐含的推理关系的。主要因素推理是以采用人的思维中的主要因素起到决定作用原理执行的。在这种原理中，抛弃各种次要因素，以见米欧那个的形式产生因素少的推理规则，便于进行处理。顺序因素推理则是把前一种推理的结果作为本次推理的前件，从而推理出新的结果。在洗衣机中，如果考虑浑浊度，洗涤剂投入量，水流，洗涤时间等因素的推理。作为主要因素推理显然有：
全自动波轮洗衣机基本使用方法
全自动波轮洗衣机基本使用方法全自动波轮洗衣机基本使用方法：1、模糊控制功能：打开水龙头-放入衣服和洗衣粉-盖好上盖-按电源键开机-按启动键，机器就进入模糊控制程序，自动根据衣服的多少设定水位和洗涤时间，自动执行一洗二漂三甩干，最后自动断电停机。
2、在上面按启动键之前，可以按程序、功能键等手动设定需要的单独程序和功能，然后按启动键执行。
3、甩干时需要将盖子关好，否则机器保护不动作。
4、底脚调整机器平衡后要锁紧，否则工作时桶晃动过大会触动防撞桶保护开关而停机。
5、整个洗衣过程中进水龙头要一直开启。
洁桶程序外观参数外形设计白色外型尺寸(高)915×(宽)526×(深)536mm 产品重量32Kg品牌荣事达Royalstar系列三动力系列型号XQBS50-882G颜色白色类别波轮式自动化程度全自动显示方式LED数码屏显示控制方式电脑控制开门方式顶开式排水方式下排水电机类型普通电机特色功能防缠绕支持儿童安全锁不支持预约功能支持干衣功能不支持夜间洗不支持电辅加热烘干不支持电辅加热洗涤不支持自动断电支持智能断电记忆不支持排水阀漏水保护不支持进水阀漏水保护不支持规格节能等级2级洗净比0.82水位选择（段）8洗衣程序喷瀑水流/自洁/洗涤/漂洗/脱水/浸泡洗涤容量（kg） 5洗涤功率（W）400脱水容量（kg） 5脱水功率（W）400水温调节范围常温箱体材质渗锌钢板内筒材质不锈钢电源规格220V/50HZ产品尺寸（深×宽×526×536×915高）mm产品重量（kg）33三动力核心技术之离合器通过新型离合器，由传统单轴驱动升级为三轴驱动，形成万向矢量水流，方向多变，动力澎湃，立体式的对衣物进行冲刷。
横向水流形成多维手搓洗涤方式，提高洗衣洁净度；纵向水流平衡上下水流速度和力度，让衣物自由舒展不缠绕。
清除污渍不缠绕，从里到外，洁净衣物每一面.兼顾波轮、搅拌式洗衣机优势，领先行业技术3-5年.三动力核心技术之双波轮三动力洗衣机采用创新双波轮设计，集合魔力S 波轮与搅拌波轮的优点，带来双重的洁净效果。
基于模糊控制的智能洗衣机
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。
海尔 XQB80-M308 8公斤智能模糊称重波轮洗衣机 使用说明书
洗衣机使用说明书型号XQB80-M308• 本说明书为通用手册• 本公司保留说明书解释权• 产品外观请以实物为准• 阅后请与发票一并妥善保存• 如遇产品技术或软件升级，恕不另行通知• 本产品只适合在中国大陆销售和使用1. 产品介绍1 1.1. 产品部件1 1.1.1. 部件介绍1 1.2. 技术规格21.2.1. 参数介绍22. 使用说明4 2.1. 安全注意事项4 2.1.1. 图示说明4 2.1.2. 警告类4 2.1.3. 注意类4 2.2. 洗衣机的安装5 2.2.1. 拆除包装5 2.2.2. 洗衣机的放置6 2.2.3. 洗衣机的调平6 2.2.4. 排水管7 2.2.5. 进水管8 2.3. 洗涤注意事项12 2.3.1. 不可洗涤衣物12 2.3.2. 检查衣物12 2.3.3. 衣物分类洗涤16 2.3.4. 重污衣物预处理17 2.3.5. 衣物放入方法19 2.3.6. 衣物洗涤重量参考20 2.4. 洗衣操作20 2.4.1. 洗衣步骤20 2.4.2. 操控界面21 2.4.3. 开机21 2.4.4. 程序22 2.4.5. 参数22 2.5. 清洁保养24 2.5.1. 线屑过滤器24 2.5.2. 进水阀过滤网262.5.3. 箱体与内桶283. 售后服务30 3.1. 疑问解答30 3.1.1. 问题解答30 3.1.2. 显示代码及处理方法32 3.2. 有害物质323.2.1. RoHS有害物质说明32 3.3. 售后服务33 3.3.1. 保修说明331. 产品介绍1.1. 产品部件1.1.1. 部件介绍本电子说明书使用的配图均为示意图，由于产品改进及系列化扩展，您所得到的产品外观、颜色及功能部件可能与此图片不一致，请以实际产品为准。
洗衣机各部件名称 （正面示意图）洗衣机各部件名称（背面示意图）附件1.2. 技术规格1.2.1. 参数介绍技术数据产品尺寸（示意图）型号XQB80-M308额定电压·频率220V~ · 50Hz 进水水压0.03MPa-1.0MPa额定洗涤容量8.0kg 额定脱水容量8.0kg 洗涤噪音59dB(A计权)脱水噪音69dB(A计权)能效等级2级宽度-W宽度（含排水管）-W1深度-D深度（含排水管）-D1高度（关盖）-H高度（开盖）-H1500mm540mm520mm550mm932mm1230mm安装空间为防止异常振动及噪音，洗衣机前方应无遮挡物，侧面、后面和上面应在产品宽度-W、深度-D、高度（开盖）-H1的基础上增加预留空间。
基于模糊控制的洗衣机控制系统的设计
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Matlab的洗衣机模糊控制 - 副本
基于MATLAB的洗衣机模型模糊设计控制一、问题描述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。
洗衣机的技术发展日新月异，产品类型众多，但是从总体来看，人们对洗衣机的基本要求应该是：省时、省电、省水、磨损率小、操作方便、功能完善等。
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。
本设计就是围绕着智能洗衣机进行研究。
本课题的主要目的就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自动检测洗衣桶内水的脏污程度和污渍性质（油污或者泥污）；能自动预选洗涤时间，并适时调整这些运行参数，以达到最佳的洗涤效果。
二、解决方案本课题的主要是通过模糊控制来对洗衣机进行控制，通过MATLAB对其仿真。
课题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自动检测洗衣桶内水的脏污程度和污渍性质（油污或者泥污）；能自动预选水位和洗涤时间，并能够进行整个洗涤过程中实施监控，并适时调整这些运行参数，以达到最佳的洗涤效果。
模糊控制器的组成框图如图1所示图1三、实现步骤本设计选用两输入单输出模糊控制器。
控制器的输入为衣物的污泥和油脂，输出为洗涤时间。
将污泥分为3个模糊集：SD(污泥少)，MD （污泥中），LD （污泥多）；将油脂分为3个模糊集：NG （油脂少），MG （油脂中），LG （油脂多）；将输出的洗涤时间分为5个模糊集：VS （很短），S （短），M （中等），L （长），VL （很长）。
1、定义隶属函数污泥含量选用如下隶属函数：()()()()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=⎩⎨⎧-=-==50/5050/10050/50/50x x x x x x x μLDMD SD μμμ污泥1005010050500500≤<≤<≤≤≤≤x x x x采用三角隶属函数可实现污泥的模糊化采用Matlab 仿真，如图2所示。
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。
洗衣机模糊控制器设计
洗衣机的模糊控制器设计1 洗衣机的模糊控制传统的洗衣机都是人们用肉眼观看后，根据人的经验来调整洗衣时间和用水量，而模糊控制就是以人对被控对象的控制经验为依据而设计的控制器，这样就能实现控制器模拟人的思维方式来控制洗衣机。
以模糊洗衣机的设计为例其控制是一个开环的决策过程，模糊控制按以下步骤进行。
[4]1.1 洗衣机的时间控制1.1.1 确定模糊控制器的结构选用单变量二维模糊控制器。
控制器的输入为衣物的污泥和油脂，输出为洗涤时间。
1.1.2 定义输入、输出模糊集将污泥分为3个模糊集：SD(污泥少)，MD （污泥中），LD （污泥多）；取值范围为[0,100]。
将油脂分为3个模糊集：NG （油脂少），MG （油脂中），LG （油脂多）； 将洗涤时间分为5个模糊集：VS （很短），S（短），M （中等），L（长），VL （很长）。
1.1.3 定义隶属函数选用如下隶属函数：50/5050/10050/50/50x x x x x x x μLDMD SD污泥1005010050500500 x x x x 采用三角形隶属函数可实现污泥的模糊化。
采用Matlab进行仿真，污泥隶属函数设计仿真程序如下： Close all ； N=2； x=0:0.1:100; for i=1:N+1 f(i)=100/N*(i-1); endu=trimf(x,[f(1),f(1),f(2)]); figure(1)； plot(x,u); for j=2:Nu=trimf(x,[f(j-1),f(j),f(j+1)]); hold on; plot(x,u); endu=trimf(x,[f(N),f(N+1),f(N+1)]); hold on; plot(x,u); xlabel(‘x’);ylabel(‘Degree of membership ’); 污泥程序仿真结果如图1所示：01020304050607080901000.10.20.30.40.50.60.70.80.91xDe g r e e of m e m b e r s h i p图1 污泥隶属函数将油脂分为三个模糊集:NG （无油脂）MG （油脂中）LG(油脂多)，取值范围为[0，100]选用如下隶属函数：50/5050/10050/50/50y y y y y y y LGMG NG油脂1005010050500500 y y y y 采用三角形隶属函数实现油脂的模糊化，仿真程序如下： Clear all; N=2; x=0:0.1:100; for i=1:N+1 f(i)=100/N*(i-1); endu=trimf(y,[f(1),f(1),f(2)]); figure （1）； plot(y,u); for j=2:Nu=trimf(y,[f(j-1),f(j),f(j+1)]); hold on; plot(y,u); endu=trimf(y,[f(N),f(N+1),f(N+1)]); hold on; plot(y,u); xlabel(‘y’);ylabel(‘Degree of membership ’); 油脂程序仿真结果如图2所示：01020304050607080901000.10.20.30.40.50.60.70.80.91yDe g r e e of m e mb e r s h i p图2 油脂隶属函数将洗涤时间分为五个模糊集：VS(很短)S （短）M （中等）L(很长)取值范围为[0,60] 选用如下隶属函数：20/4020/6015/2515/4015/1015/2510/10/10z z z z z z z z z z z z z VLL M S VS洗涤时间604060404025402525102510100100 z z z z z z z z 采用三角形隶属函数实现洗涤时间的模糊化,其Matlab仿真程序如下： Close all; Z=0:0.1:60;U=trimf(z,[0,0,10]); Figure(1); Plot(z,u);U=trimf(z,[0, 10,25]); hold on; plot(z,u);U=trimf(z,[ 10,25,40]); hold on; plot(z,u);U=trimf(z,[ 25,40,60]); hold on; plot(z,u);U=trimf(z,[ 40,60,60]); hold on; plot(z,u); xlabel(‘z’)ylabel(“Degree of membership ”); 洗涤时间仿真程序结果如图3所示：01020304050600.10.20.30.40.50.60.70.80.91zDe g r e e of m e m b e r s h i p图3 洗涤时间隶属函数1.1.4 建立模糊控制规则根据人的操作经验设计模糊规则，模糊规则设计的标准为：“污泥越多，油脂越多，洗涤时间越长”；“污泥适中，油脂适中，洗涤时间适中”；“污泥越少，油脂越少，洗涤时将越短”。
wd80185nLG全自动洗衣机滚筒使用说明书
wd80185nLG全自动洗衣机滚筒使用说明书
1、模糊控制功能：打开水龙头=放入衣物和洗衣粉=盖好上盖=按电源键开机=按启动键，机器就进入模糊控制程序，自动根据衣物的多少设定水位和洗涤时间，自动设定水位，自动进水和停水，自动执行一洗二漂三甩干，最后自动断电停机。
2、在上面按启动键之前，可以按程序键、水位键等功能键，手动设定，然后按启动键执行。
3、甩干时需要将盖子关好，否则机器保护不动作。
4、底脚调整机器平衡后要锁紧，否则工作时桶晃动过大会触动防撞桶保护开关而停机。
5、整个洗衣过程中进水龙头要一直开启。
模糊控制在洗衣机控制系统中的应用研究
３２ 布质 、布 量的检 测 ． 根据 反 电势测 定 布 阻力矩 的方 法 ，可 以获得 被 洗衣物 的重量信 息 和质
地信 息 。具 体 的检 测方 法 是 ：１ ）洗 涤前 先将 待 洗衣 物放 入洗 衣 桶 中。２ ）
表 面张 力 大、 油脂 类 的污 垢分 解 能力 差 。衣物 能 否洗 净与 用 水量 的 多少 关 系 很大 ，如果 衣物 很少 ，且 吸水性 不 太强 ，若放 水太 多 ，不 但浪 费水 和 洗 涤 剂 ，还会 使洗涤 时 间加长 ，加 重衣 物 的磨损 。 ３ ）洗 涤 剂 。洗 涤效 果 与 洗涤 剂 的化 学 特性 有 很 大关 系 ，也和 洗 涤 剂
框架 如 图１ 所示 。
传统 的洗 衣机 采用 手 动控 制方 式来 控制 洗衣 机 的洗涤 过 程 。人 通 过眼 睛 的观 察检 测水 位 ，手 动来 调节 水 位 的高低 。而模 糊 控制 方法 用计 算机 模 仿 人 的 思维 方 式 和人 的控 制 经 验 ，用 电脑 代 替 人脑 来 实施 有 效 的控 制 措 施 。用这 种 方法 可 以把人 的经验 形 式 引入控 制过 程 ，再 运用 比较严 密 的数 学处 理 过 程 ， 实现 模 糊 推 理 ， 进行 判 断 决 策 ， 以达 到 令 人 满 意 的控 制 效
果。
３ １污 染程度 和 污染性 质 的关系 由于直 接测 量衣 物 的污染 状 态是 很 困难的 ，在 洗涤 过程 中通 过检 测洗
涤液 的污染 状况 ，来 间接 测 出衣物 的污 染 程度 。 另外 ，根 据达 到相 同浑浊
度所 需 的 时间 不 同，可 判 断衣 物 的污 染性 质 ，即 属于 “ 污 染 ”或 “ 泥 油污 染 ” 。洗涤 时 ，将清 水 状 态下 的 发光 二极 管发 光 强度 定 为初 始设 定值 。开
全自动洗衣机的模糊控制
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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
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。
全自动洗衣机的模糊控制
Байду номын сангаас 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。
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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。
洗衣机模糊控制的工作原理
洗衣机模糊控制的工作原理宝子！今天咱们来唠唠洗衣机模糊控制这个超有趣的事儿。
你想啊，咱平常洗衣服的时候，是不是就把衣服往洗衣机里一扔，然后按个按钮就不管了？但你有没有想过，洗衣机它咋就知道该咋洗呢？这就轮到模糊控制闪亮登场啦。
咱先说说啥是模糊控制。
简单来讲呢，它就像是洗衣机里的一个小机灵鬼。
传统的洗衣机可能就按照固定的模式，比如洗多长时间、转多快的速度，都是定好的。
但模糊控制不一样，它可聪明啦。
它能根据你扔进去的衣服的多少、脏的程度这些情况，自己来决定怎么洗。
就拿衣服的多少来说吧。
你把几件小衣服扔进去，和你把满满一桶衣服塞进去，那肯定不能用一样的洗法呀。
要是只有几件小衣服，还按照洗一大桶衣服的模式，那衣服可能就被洗得太狠了，都要被揉烂啦。
模糊控制就能感应到衣服量少，然后它就会调整洗涤的时间、水位和转速。
可能就不需要那么高的水位，时间也不用那么长，转速呢也可以稍微慢一点，这样轻柔地就把小衣服洗干净了。
再说说衣服脏的程度。
要是你那衣服上全是泥巴，或者是吃饭时候溅的油渍啥的，肯定得好好洗。
模糊控制就像能看到衣服上的脏东西一样。
它会根据脏的程度来调整洗涤剂的用量，脏得厉害就多放一点洗涤剂，然后洗涤的时间也会变长，转得也更带劲，这样才能把那些顽固的污渍给弄掉。
要是只是有点灰尘的衣服，那它就不会那么“大动干戈”，稍微洗洗就好啦。
那这个小机灵鬼是怎么知道这些情况的呢？其实啊，洗衣机里有一些传感器就像小侦探一样。
有检测衣服重量的传感器，衣服多重量就大嘛，通过这个就能大概知道衣服的量。
还有检测水质浑浊度的传感器，水越洗越脏，这个传感器就能把这个信息传给洗衣机的“大脑”，也就是控制中心。
控制中心就根据这些信息，用它的模糊算法来做出判断。
这个模糊算法也特别神奇。
它不是那种精确到一板一眼的算法，而是有点像咱们人做判断一样。
比如说，它不是说衣服重量到了多少克就一定用多长时间洗，而是大概有个范围。
就像咱们人看衣服多少的时候，也不会精确到克数，就是大概觉得多还是少。
模糊控制全自动洗衣机的工作原理
布质、 布量的检测
电状态, 会产生感应电动势图2 反 电势法测量布质、 布量电路输出。 显然, 随着布阻抗大小的不同, 主电 机处于发电机状态的时间长短也不 同。因此, 只要检测出主电机处于 发电机状态的时间长短,就可以反 过来推理出布阻抗的大小。
布质、 布量的检测
主电机发电时间愈长, 布阻抗就愈小; 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, 反之亦然。
水温的检测
水温检测可用热敏电阻或MTS 102 半导 体温度检测器。洗衣机 水温一般为4～ 40℃, 在该温度范围内 MTS 102 线性好, 温度敏感, 水温检测常选用它。
脏污程度传感器
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。
脏污程度传感器
脏污程度传感器是安装于洗涤 筒底部，靠近排水阀进水口的 位置。脏污程度传感器是利用 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 判定衣物赃物程度的。
布质、 布量的检测
布质和布量的检测是在洗涤之前进行 的。在水位一定时, 不同的布质和布 量的产生的布阻抗不同。布质和布量 检测电路如图2 所示。具体检测布质 和布量时, 首先注入一定的水位, 然后 起动主电机旋转, 接着断电让主电机 以惯性继续运转直到停止。 在主电机 断电惯性旋转时间内, 主电机处于发
布量的检测 （4）脏污程度传感器 （5）水温的检测
水位传感器
洗衣机模糊控制器的设计带外文翻译
0 引言随着科学技术的不断进步，模糊控制技术正向各个领域渗透，在家用电器方面的应用也在迅速的发展，从而使家用电器向智能化方向迈进，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。
模糊型洗衣机应用了模糊控制技术，它和传统的洗衣机相比，是一种全新的家用电器。
它能自动识别布质、布量,自动识别脏污程度和脏污性质，自动决定进水量，自动投入恰当的洗涤剂，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而决定的，故能达到最佳的洗涤效果，从而大大提高了洗衣机的自动化程度和洗衣质量。
1概述1.1 意义及来源随着现代社会生活节奏的不断加快和人民生活水平的不断提高，人民对各种方便、快捷的家用电器需求量越来越大，洗衣机作为人民提高生活效率，追求生活质量的基本条件，也愈来愈成为不可或缺的生活用具。
在工业发达国家，洗衣机的普及率已经达到相当高的程度，但由于现阶段国情，洗衣机在我国的普及程度较低，农村更甚，随着生活质量的不断提高，人民对洗衣机的功能要求越来越高，使得洗衣机的更新较快，因此，洗衣机作为人民追求现代生活的一个基本要求在我国有着极大的市场。
洗衣机技术发展日新月异，产品类型众多，但从总体来看，人们对洗衣机的基本要求应是：省时、省水、省电，磨损率小，操作方便，功能完善等。
以上特点从技术的角度可由洗衣机的洗涤方式和控制方式这两个基本特性决定。
目前存在的洗涤方式有波轮式、搅拌式、滚筒式、喷流式、喷射式和超声波式等多种，在我国比较普及的洗涤方式是波轮式。
对洗衣机技术的发展使得人们期望在采用一种较洗涤方式的同时，希望洗衣机的控制部分能在洗涤过程中对衣物重量、胀度，洗涤剂的浓度，水的硬度、温度等影响洗涤效果的诸多因素进行检测，并能对这些检测结果做出合理的反应，从而得到比较理想的洗涤效果。
模糊控制洗衣机中传感器的应用
３模 糊 控 制洗 衣 机控 制 系统 组 成
（ １ ） 水位的高低（ ２ ０ ～５ ５ ｃ ｍ） ： 由布质 、 布量 来确定 。 布质分为柔
模糊控制洗衣机控制系统组成框图如图１ 所示 。 洗衣机通过负
嚣 卜 信 号 驱
跎
图 ３布 量 布 质检 测 电路
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图 ２ 水位 测 量 电路
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ —０ ４ —２ Ｓ
图 ４光 电传 感 器 检 测 浑 浊 度 电路
作者 简介： 俞－ ２ ｒ ￣（ １ ９ ６ ３ －） ， 男， 汉族， 江苏常熟人， １ ９ ８ ４ 年毕业于 东南大学无线电工程 系， 现为无锡职 业技术 学院副教授、高工， 主要从事 电
发光二极管 Ｌ Ｅ Ｄ由单片机脉宽调制Ｐ ＷＩ Ｖ ｌ 信号控 制Ｌ Ｅ Ｄ 发 出 量、 洗 涤时间、 电动机转速 、 飘洗和脱水时间等参量用 以实时控制洗 所示 。 调制红外光 ， 穿过动态的洗涤液 ， 到达光 电三极管Ｖ Ｔ， 当洗 衣液浑浊 衣机的工作 。 ． ’ 程度不同时 ， 红外线穿透水 的程度也不同 ， 使Ｖ Ｔ的射级输出 电压 随
２模糊控制洗衣机 的模糊推理
（ ３ ） 洗衣时 间及水流 ： 由布量 、 布质 、 衣服脏污程 度和 性质 、 水温
等因素确 定。 模糊推理为 ： 布量特多 、 布质特硬、 衣服特脏且油性 、 水
洗衣机的输入量有布质、 布量 、 脏 污程度 和脏 污性 质、 水温等 ； 温越低 ， 则洗 涤时间特 长 ； ……。 输出量有洗涤剂投放量 、 水位 、 水流 、 洗涤和脱水时间、 漂洗方式 、 转 根据 输入量 与输出量 的分级组合 ， 得到若干条模糊控制规则 ， 速等 ， 是一个多输入一 多输 出系统 。 它难 以用精 确的数学模型来描 由单 片 机 实 现 智 能 化 洗 衣 。 述， 而模糊控制不必建立精确模型 ， 是模拟人智能的一种控制方式。
模糊控制应用实例
• 2）输出变量
图7.15 输出变量旳隶属函数
• （4）解模糊判决成果 • 据此又细提成如下旳洗涤控制： • ①水流9种； • ②洗涤时间16种； • ③清洗时间6种； • ④脱水时间6种。
• 7.2 智能手机充电器
• 7.2.1 智能充电原理
• 根据这些控制规律，就可制定出如下满足 模糊控制要求旳控制规则：
• 规则1：假如NC=+3时R=VG且C=G且 A=VG，那么NC=3；
• 规则2：假如NC=+2时R=VG且C=G且 A=VG，那么NC=2；
• 规则3：假如NC=+1时R=VG且C=G且 A=VG，那么NC=1；
• 规则4：假如NC=0时 R=VG且A=G，那 么
度
• C：（Comfort of riding）乘坐舒适性 • E：（Energy saving）节省能源 • R：（Running time ）行驶时间 • S：（Safety）安全性 • T：（Traceability of speed）速度跟踪
性
• 用5个符号表达模糊概念旳等级： • VG：（Very Good）非常好 • G：（Good）好 • M ：（Medium）中档 • B：（Bad）差 • VB：（Very Bad）非常差 • （1）停车精确度 • （2）乘坐舒适度 • （3）节省能源
• 规则1：假如N =0时，S=G且C=G且E=G， 那么N=0；
• 规则2：假如N =P7时，S=G且C=G且 T=B，那么N=P7；
• 规则3：假如N=B7时，S=B，那么N=（N （t）+Bmax）/2；
• 规则4：假如NC=4时，S=G且C=G且 T=VG，那么NC=4；
《模糊控制洗衣机》课件
模糊控制洗衣机的优势
提高洗涤效果
模糊控制洗衣机能够根据衣物质 地、颜色、污渍程度等因素智能 地调整洗涤程序和洗涤参数，从 而更好地保护衣物，提高洗涤效
果。
节能环保
模糊控制洗衣机能够根据衣物质 地和污渍程度等因素智能地调整 洗涤时间和水位等参数，从而避 免了不必要的能源浪费，达到了
节能环保的效果。
方便易用
此外，还需要进行仿真和实验验证，以评估模糊控制算法的性能和效果。
01
模糊控制洗衣机的 工作原理
模糊逻辑控制器设计
输入变量
模糊化处理后的衣物污渍程度、重量和材质。
输出变量
洗涤时间、水位和洗涤方式。
模糊集合
将输入和输出变量划分为不同的模糊集合，如“轻污”、“中污” 、“重污”，“短时间”、“中时间”、“长时间”等。
模糊控制洗衣机操作简单，用户 只需要选择相应的洗涤模式，洗 衣机就能够自动完成洗涤程序，
无需用户手动调整。
01
模糊控制技术原理
模糊逻辑的基本概念
模糊逻辑是一种处理不确定性、不完全性知识的工具，它突破了传统逻 辑“是”与“非”的绝对界限，为决策提供了一个更广泛的范围。
在模糊逻辑中，变量和命题不再是明确的是或非，而是被赋予了程度或 隶属度，这些程度或隶属度可以是0到1之间的任何值。
《模糊控制洗衣机》 ppt课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 引言 • 模糊控制技术原理 • 模糊控制洗衣机的工作原理 • 模糊控制洗衣机与其他控制方式的
比较 • 模糊控制洗衣机的应用与案例分析 • 结论与展望
01
引言
模糊控制洗衣机的概念
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7 结论
采用模糊控制的全自动洗衣机既能洗净衣物又能缩短 洗涤时间 ,还可减轻衣物磨损 。模糊控制技术是家电产品发 展的趋势 ,也是家电产品智能化 、绿色化 、节能化的保证[10 ] 。
[2 ] Pxvlica Vladinir , Petrovacki Dusan. About Simlp Fuzzy Control and Fuzzy Control Based on Fuzzy Relational E2 quations[J ] . Fuzzy Set and System ,1999 (1) :41 - 47.
[ 3 ] 卢永杰 ,王淑红. 基于模糊控制的全自动洗衣机 [J ] . 兰 州工业高等专科学校学报 ,2001 ,8 (1) .
[ 4 ] Antonin Dvoqak. On Preselection of Rules in Fuzzy Logic Deduction[J ] . Fuzziness and Knowledge2Based Systems , 2000 ,8 (5) .
12
山 西 电 子 技 术 2008 年
统会执行报警 。子程序主要有键处理子程序 、测试子程序 、 进水子程序 、排水子程序 、浸泡子程序 、洗涤子程序 、漂洗子 程序 、脱水子程序等 。主程序流程图如图 6 。
图 6 模糊控制洗衣机软件流程图
6 仿真结果
2) 洗涤剂量由衣量 、浑浊度决定 ,水流 、水位 、脱水时间 由衣量衣质决定 ,它们均可通过模糊化 、隶属函数 、模糊规则 进行模糊推理 。
3) 漂洗方式由衣量及洗涤结束后水的浑浊度所决定 ,若 衣量多且浑浊度大则采用溢水漂 ,否则采用盛水漂 。漂洗时 间及次数由漂洗过程中水的浑浊度变化率所决定 。刚开始 漂洗时 ,注入清水 ,随着漂洗进行 ,水由清变浑 ,然后达到饱 和值 。此时若浑浊度大于给定值 ,则排水脱水 ,再进行注水 漂洗 ,一直进行到浑浊度小于给定值 ,即水变清 ,此时结束漂 洗[8] 。
衣质衣量的检测一般在洗涤之前 。在一定水位的前提 下 ,衣质衣量不同 ,其布阻抗就不同 。为了测出衣质衣量 ,先 加入一定的水并让电机转动 ,突然切断电源 ,由于惯性作用 电机会维持短时间旋转 。此时电机处于发电机状态 ,会产生 一定感应电势并逐渐衰减到零 。由于衰减速率与布阻抗有 一定的线性关系 ,通过对定子绕组两端电热进行整流和检 测 ,经光电隔离后形成脉冲 ,脉冲信号多则布阻抗小 ,反之亦 然 。经过几次测量就可以判断出布阻抗 ,通过模糊推理得出 衣质及衣量 。 3. 4 水温传感器
收稿日期 :2008 - 03 - 18 作者 李卫东 男 42 岁 高级工程师
第 3 期 李卫东 :采用模糊控制的全自动洗衣机
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图 3 浑浊度变化率模糊化函数图
图 4 洗涤时间模糊化函数图 除此 之 外 , 衣 量 、衣 质 等 均 为 模 糊 量 , 在 此 不 一 一 重 述[7] 。 2. 2 模糊规则与模糊推理 1) 洗涤时间的模糊规则如表 1 :
所谓模糊化 ,就是把变量的数值 ,根据变量模糊子集的 隶属度函数找出相应的隶属度的过程 。我们选用三角形函 数作为模糊集合的隶属度函数 ,因为它们的数学表达和运算 简便 ,所占的内存空间小 ,并且与采用其它复杂形状的隶属 度函数相比 ,在达到控制要求方面并无大的差别[6 ] 。 2. 1. 1 浑浊度模糊化 :将浑浊度划分为特清 、清 、较清 、中 、 较混 、混 、特混七个模糊子集 ,论域为 (0 ,1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6) 其隶 属度函数如图 2 :
图 2 浑浊度模糊化函数图 2. 1. 2 浑浊度变化率模糊化 :将浑浊度变化量分为零 、小 、 中 、大四个模糊子集 ,论域为 (0 ,1 ,2 ,3) ,其隶属度函数如图 3 : 2. 1. 3 洗涤时间的模糊化 :将时间划分为短 、较短 、标准 、较 长 、长五个模糊子集 ,论域为 (0 ,1 ,2 ,3 ,4) ,其隶属度函数如 图4:
原理是将水位的高低通过导管转换成一个测试内腔气体变 化的压力 ,驱动内腔上方的一块隔膜移动 ,带动隔膜中心的 磁芯在某线圈内移动 ,从而线圈电感发生变化 。由此引起谐 振电路的固有频率随水位变化 。 3. 2 浑浊度传感器
浑浊度传感器主要采用红外光电传感器 。由红外发射 管发出一定强度的红外光 ,红外接收管在溶液的另一侧接收 红外线 。红外线在溶液中透光性的大小就决定接收方产生 光电电流的大小 ,光电流经整形放大和数据处理后 ,就可以 判断出水的浑浊程度 。 3. 3 衣质衣量传感器
参考文献 [ 1 ] Krassimir T , Atanassov , Nikolai G , et al. Remark on
Two Operations Over Intuitionistic Fuzzy Sets[J ] . Fuzzi2 ness and Knowledge2Based Systems ,2001 ,9 (1) .
图 1 洗衣机模糊控制框图 X 为输入精确量 (浑浊度及其变化率) ; Y 为输出精确量 (洗涤时间) ;U (x) 为输入模糊量 ;U (y) 为输出模糊量 。
2 模糊规则及模糊推理
描述输入 、输出的变量都是模糊量 ,用模糊集合来表示 , 然后根据模糊规则进行模糊推理来进行控制 。因此 ,问题的 关键在于求取模糊集合的隶属度函数 。而求取模糊集合的 隶属度函数 ,首先要对变量进行模糊化[4 ,5 ] 。 2. 1 变量的模糊化与隶属度函数
山西电子技术 应用实践
2008 年第 3 期
采用模糊控制的全自动洗衣机
李卫东
(山西省专业技术人员服务中心 ,山西 太原 030013)
摘 要 :将模糊智能控制引入全自动洗衣机控制系统中 ,根据洗衣机工作原理和特性 ,重点阐述了模糊控制的 模糊规则和模糊推理 ,以及系统设计的硬件与软件 ,并给出了该系统的硬件框图和软件流程图 。在整个控制过程 中 ,模糊控制软件起了决定性的作用 。最后经过 MA TLAB 计算机仿真表明 ,系统的跟踪特性和抗干扰特性优良 。
关键词 :模糊控制 ;传感器 ;浑浊度 ;隶属度函数 中图分类号 : TP273. 4 文献标识码 :A
0 引言
模糊控制是一种非线性的控制方法 ,主要针对那些无法 取得数学模型或数学模型相当粗糙的系统 。首先要对被控 对象按照人们的经验总结出模糊规则 ,采用模糊量 ,借助单 片机对这些信息按照模糊规则转换为控制量 ,来完成自动控 制 。近年来 ,模糊控制在家用电器控制中得到较广泛的应 用 ,采用模糊控制的洗衣机 ,可具有自动识别衣质 、衣量 、脏 污程度 、脏污性质 、自动决定水量 、自动投入恰当的洗涤剂等 功能 ,不仅实现了洗衣机的全面自动化 ,也大大提高了洗衣 的质量 ,具有很强的实用性和较好的发展前景[1 ,2 ] 。
[ 5 ] 杜志勇 ,张德升 ,孙平. 全自动洗衣机模糊控制系统的 设计与实现[J ] . 河南职技师院学报 ,2001 ,29 (3) .
[6 ] 戎月莉. 计算机模糊控制原理及应用 [ M ] . 北京 :北京 航空航天大学出版社.
[ 7 ] Hossein S , Zadeh. Membership Function Optimisation of a Fuzzy Logic Controller for a Non2linear System [ J ] . Fuzziness and Knowledge2Based Systems ,2001 ,9 (6) .
1 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 。再根据检测系统检测到的信 息 ,判断出衣物多少 、面料软硬 、脏污程度 、脏污性质等 ,计算 出控制量 ,从而完成注水量 、洗涤时间 、水流强弱 、洗涤方式 、 脱水时间 、排水等一系列的设置 。根据上述分析和模糊控制 技术的基本原理 ,可以确定洗衣机的模糊控制框图如图 1[3] :
3 检测电路
检测电路主要由各类传感器组成 。在洗衣过程中起决 定作用的物理量有衣量 、衣质 、水位 、水温和浑浊度等 ,这些 物理量都需要有适当的传感器来获取信息 ,并转换成单片机 能接收的电信号[9 ] 。 3. 1 水位传感器
水位检测的精度直接影响洗净度 、水流强度 、洗涤时间 等参数 。对于模糊控制的洗衣机 ,要求水位的检测必须是连 续的 ,故常采用谐振式水位传感器 。谐振式水位传感器是利 用电磁谐振电路 LC 作为传感器的敏感元件 ,将被测物体的 变化转变为 LC 参数的变化 ,最终以频率参数输出 。其工作
水温检测可用热敏电阻或 M TS102 半导体温度检测器 。 洗衣机水温一般为 4 ℃～40 ℃,在该温度范围内 M TS102 线性好 ,温度敏感 ,水温检测常选用它 。
4 硬件系统设计
模糊控制的全自动洗衣机主要由单片机 、检测电路 、驱 动电 路 、控 制 面 板 和 电 源 电 路 等 组 成 。单 片 机 采 用 A T89C51 ,实现对检测电路 、驱动电路 、键盘及显示器阵列的 控制 ;检测电路是应用多种形式的传感器 ,实现对各种信号 的检测 ;驱动电路由单片机的并行口输出经放大后的信号 , 控制洗衣机电机的速度和方向 、水的温度以及进水阀 、排水 阀的通断 ;控制面板上设置了键盘 、数码管 、发光二极管 ,用 以反映洗衣过程的定时状态及洗涤状态等 ;电源电路用来提 供各部分所需的电源 。