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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
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
Abstract
Outthewashingmachineisawitwashingmachine,andtraditionalthewashingmachine,isanewhouseholdappliances.Thetraditionalfullautomationwashingmachinehastwo,themechanicalcontrol,whicharemonolithicintegratedcircuitstocontroltype.Nomatterwhat,allofthemwillrequireartificialwashingprocedure,thequalityandthequantity,thencommittedtowork.inessence,thewashingmachineisnoautomatic,semi-automatic,mostcanbeclothingwords:
Cam、highdeputy、automation
Mc6805r3blurredwiththewashingmachineandtraditionalthewashingmachine,amajordifference,itcanautomaticallyidentifyclothes,clothes,dirtyautomaticallyidentifyandautomationtodecideautomaticallyonwaterandproperthatautomaticallyremovealltheprocess.Thewashingprocessbyobscurereason,andhelpwiththewashing,butefficiencywillnotsignificantlyimprovethewashingmachineofautomation,hasgreatlyimprovedthequality.
Mc6805r3blurredwiththewashingmachinecansayisreallyanautomaticwashingmachine.Inthecontrol,controlsoftwaremc6805r3monolithicintegratedcircuitsandvagueadecisiverole.
Keywords:
thewashingmachine,classifying,Intelligent,monolithicintegratedcircuits,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。
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。
以单片机组成的逻辑系统是模糊洗衣机的硬件控制系统,以及模糊推理的物理基础。
单片机系统对洗衣机的状态检测,为的是取得进行糊推理的一些前件状态,从而能得到用于推断后件结果的先前条件。
用于进行模糊推理的前件模糊量有布质、布量、污脏度、水温等式有关的语言值。
在实际中,布质、布量是无法通过直接检测得出的。
这两种物理都是通过 间接的方法求取。
它们在实际中是通过有关电路,以及有关洗衣机的动态过程;并从这个动态过程在电路中反映出来的有关电信号去进行分析,最终得出布量和布质的有关相应质和量。
布量和布质的求取,在实际中也会有区别,采用模糊推理可以得出正确的结论。
第一节电源电路
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,它的作用于隔离滤波电容与桥式整流电路,以便进行过零检测。
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。
第二节洗衣机状态检测电路
状态检测电路一共有7个。
它们分别是内桶平衡检测电路、衣质衣量检测电路、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。
内桶平衡电路由平衡开关K和电阻R35组成,它用于检测内桶运行时的状态是否平衡稳定。
衣质衣量检测电路由电机M2、二极管D4、D5电阻R21,以及光敏三极管Tr9组成光电耦合管,用于隔离交直流信号以及产行质和衣量信号。
过零检测电路由电机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,则马上通过R1送到晶体管Tr1基极,当整流信号为正是地,则Tr1导通,整流信号为零时,则Tr1截止,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,蛤要电源过零就会产生中断请求信号。
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,电位器W1的抽头也会较灵敏反映电源下降的情况。
电源电压的变化情况由MC6805R3的AN0端才检测。
温度检测电路由MTS102、LM358和有关电阻电容组成。
其中MTS102是温检测器,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。
水位检测由电位器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,帮送入到MC6805R3的AN2端的信号大小也产生变化。
浑浊度检测电路由红处发光二极管D3和红外接收管Tr3和有关电阻组成,被检测的水从D3和Tr3之间流过,不同浑浊度的水从中流过时,使红外信号的强弱变化不同,帮送到MC6805R3的AN3端的信号大小反映了衣服的肮脏程度。
第三节显示电路
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。
第四节输出控制电路
输出控制电路由触发电力和相应的双向晶闸管组成;控制电路一共有5路.L1是进水电磁阀,L1是排水电磁阀,M1是自动洗涤剂投入电机,M2是主电机.其中双向晶闸管TA1,TA2用于控制主电机M2,TA2用于控制洗涤剂投入电机;TA3用于用于控制进水电磁阀;TA4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。
图1-1单片机控制的逻辑结构
除了上述电路之外,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/停按键;N2是功能选择按键,它可以设定洗衣机从某个程序开始进行工作。
所有的电路都在单片机MC6805R3控制下工作.由于MC6805R3有较多的I/O端口,对洗衣机着种需要检测和控制的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。
第二章模糊洗衣机的模糊推理
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,在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,水温和肮脏程度着几个条件,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.故而,模糊洗衣机的推理如图2-1所示。
图2-1模糊洗衣机的模糊推理
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。
从图2-1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而有所不同。
例如,肮脏程度和水温可以确定洗涤剂投放的量剂和洗涤时间,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的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;则吧水流定义为特弱,洗涤时间定为特长;
如果布量多,布质以棉布偏多,而且水温低;
则把水流定为特弱,洗涤时间定为特长;
洗衣推理如表2-1所示,
表2-1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2-2所示。
图2-2水温、布量和时间的模糊量
在图2-2中,水温的模糊量是采用梯形隶属函数的;同样,布量的模糊量也是用梯形隶属函数;对于时间而言,其模糊量则是采用三角形隶属函数。
在模糊推理中,模糊量的其范围选取起到很大的作用,而其形状所起的作用和范围相比就小的很多。
不过,从模糊逻辑的角度讲,梯形隶属函数在推理中对特定的元素做得到的隶属
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