智能控制应用举例.ppt

图1.1 洗衣机的模糊推理,模糊控制技术应用 一、模糊控制全自动洗衣机 在模糊洗衣机中，主要是要考虑布质布量水温和肮脏程度这几种条件，而从这些条件求取水位,洗涤时间和水流，漂洗方式和脱水时间等。,图1.2 水温布量和时间的模糊量,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。故而推理分两大部分，这也就是洗涤剂浓度推理和洗衣推理。 在洗涤剂浓度推理中，其规则如下： 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； 在洗衣推理中，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； 如果布量多，布质以棉布偏多，而且水温低；则水流为特强，洗涤时间为特长；,表1.1 洗衣的模糊推理,控制器硬件系统的结构:,图1.3 硬件系统框图,图1.4 系统软件流程图,二、模糊控制电冰箱 在家庭中所用的电冰箱，一般都是双层的电冰 箱，它含有冷冻室和冷藏室。冷冻室通常用于冷冻 食品和制冰，在冷冻室中的食品要求存放时期较 长，食品中的水分也会凝结成冰；所以，要冷冻室 的温度为-6-18左右。冷藏室用于在较低的温度中 存放食品，但要求有一定的保鲜作用，故不能冻伤 食品；所以要求冷藏室的温度为010左右。 一个优良的电冰箱，应该是有较高的温度控制精度，同时又有最优的节能效果。,图2.1 电冰箱模糊控制框图,电冰箱的控制系统结构,图2.2 除霜控制框图,霜厚度检测和电热丝控制是一个控制回路，它们的作用主要是用于进行冷冻室的除霜。,在一般的双门电冰箱中，冷凝器处于冰箱背后，而蒸发器 处于冷冻室和冷藏室之间。对冷冻室的温度控制是通过对压缩 机的控制实现的，而对冷藏室的控制，则是通过对冷气风门的 控制而实现的。可以这样理解，冷冻室的温度直接由压缩机的 工作状态决定；而冷藏室的温度既和压缩机的工作状态有关， 也和冷冻室的温度有关；同时，蒸发器的制冷和冷冻室的温度 都是通过风门传送到冷藏室，故风门对冷藏室温度起控制作用。,图2.3 温度控制框图,图2.4 霜厚度偏差模糊化,电冰箱系统控制规则和模糊量 1、除霜控制模糊量和控制规则：,图2.5 霜厚度变化率偏差模糊化,图2.6 加热器控制电压模糊化,表2.1除霜控制规则表,图2.7 冷冻室温度控制有关模糊量,2、冷冻室温度控制模糊量和控制规则,表2.2 冷冻室温度控制规则,实际上，冷冻室温度控制还有一个条件，即是，在压缩机停机三分钟之内不准重新起动，以防止压缩机的输入输出两端压力不平衡使压缩机起动力矩过大而烧毁电机。故而，对于凡是使压缩机电机接通电源的语句，应有停压缩机的时间约束条件。如果用TOFF表示压缩机停机时间，则上表中凡是Cp=ON的语句规则都有TOFF3M。而Cp=OFF的语句则不用考虑TOFF。 控制规则语句如下： R1: IF e1=NB AND e1=NB AND TOFF3M THEN Cp=ON R2: IF e1=NS AND e1=NB THEN Cp=OFF R25: IF e1=PB AND e1=PB THEN Cp=OFF,图2.8 冷藏室温度控制有关模糊量,3、冷藏室温度控制模糊量和控制规则,由于冷藏室的温度控制不仅和风门的控制量有关，还和压缩机的工作状态有关，故在控制中分别考虑Cp=ON和Cp=OFF两种状态中的控制情况。在这两种状态分别用两个不同的控制规则集。在压缩机电机通电工作的情况下，压缩机处于制冷状态，风门打开主要是传递蒸发器的制冷所得的冷气。在压缩机电机断电的情况下，压缩机停止制冷，风门打开只要是传送蒸发器制冷后的余冷及冷冻室的冷气。,表2.4 Cp=OFF时冷藏室温度控制规则,表2.3 Cp=ON时冷藏室温度控制规则,控制规则自调整 在用户开启冷藏室的门时，一般有两种操作，也就是取出食品，或是加入新食品。在取出食品时，虽然冷藏室的门打开，外界的热量会侵入冷藏室内；但由于取走了食品，冷藏室的负荷减少；所以，只要开启柜门的时间不长，则冷藏室的温度变化比较小。在加入食品时，一旦冷藏室的柜门打开，而加入的食品也比较多；这样冷藏室的负荷增加较多，从而使冷藏室的温度变化较大；在关上柜门后，则要求冷藏室以较快的速度恢复到原有的设定温度处。 控制规则的自调整是在冷藏室的柜门打开并加入食品时实行的。它包含两个过程，一个是加入食品量的判别，一个是进行控制规则的修改。,图2.9 食品量的模糊量,加入食品量的判别是根据柜门关闭后所得温度和冷藏室开启柜门前的温度之差来判定的。用TCL 表示关闭柜门后冷藏室的温度，用TOP 表示开启柜门前冷藏室的温度，则温差T为： T=TCL - TOP 根据温差T的情况，把食品量分成“少”（Little,用LI表示），“中”（Medium,用ME表示），“多”（Many,用MA表示）。,表2.5 Cp=ON，且T=ME时校正后的控制规则,表2.6 Cp=OFF，且T=ME时校正后的控制规则,在关闭冷藏室柜门后，如果其温度处于TOP之上，则马上进行控制规则校