基于單片機(jī)模糊推理的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：為了更好的模仿人工洗滌過(guò)程，提高洗衣機(jī)的洗滌質(zhì)量，針對(duì)以單片機(jī)為核心的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，引入了模糊推理技術(shù)。首先闡述了模糊洗衣機(jī)的基本原理，完成了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)；在軟件方面，對(duì)檢測(cè)到的水溫及骯臟度、衣質(zhì)、衣量等物理量進(jìn)行模糊化處理，建立了洗滌規(guī)則庫(kù)，通過(guò)模糊推理，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗滌時(shí)間、水流強(qiáng)弱、洗滌劑用量以及脫水時(shí)間的自動(dòng)控制，提高了洗衣機(jī)的自動(dòng)控制和智能化程度。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；模糊推理；洗衣機(jī)；自動(dòng)控制

模糊控制洗衣機(jī)是一種智能型的、真正全自動(dòng)的洗衣機(jī)。它能自動(dòng)識(shí)別衣質(zhì)、衣量及骯臟程度，自動(dòng)決定水量，自動(dòng)投入適量的洗滌劑，從而全部自動(dòng)地完成整個(gè)洗滌過(guò)程。洗滌程序是通過(guò)模糊推理來(lái)決定的，因此有極高的洗滌效能，不僅提高了洗衣機(jī)的全自動(dòng)化程度，而且大大提高了洗衣質(zhì)量。

1 控制系統(tǒng)基本原理
模糊洗衣機(jī)通過(guò)對(duì)衣質(zhì)、衣量、衣物骯臟度及初始水位高低情況等輸入量，來(lái)決定洗滌時(shí)間、水流強(qiáng)弱、洗滌劑用量以及脫水時(shí)間等。因此，系統(tǒng)的被控對(duì)象主要是洗滌時(shí)間、水流強(qiáng)弱、洗滌劑用量及脫水時(shí)間等，即輸出量。洗衣機(jī)中被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)規(guī)律極其復(fù)雜，很難用數(shù)學(xué)語(yǔ)言的形式來(lái)表達(dá)。而模糊控制無(wú)需建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，因此適用于洗衣機(jī)控制。模糊型洗衣機(jī)無(wú)需人為按鍵設(shè)置水位、水流方式、洗滌時(shí)間、清洗時(shí)間和脫水時(shí)間，用戶只需放進(jìn)待洗衣物，按下啟動(dòng)鍵，洗衣機(jī)便能自動(dòng)完成洗滌過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了真正的“全自動(dòng)”。
模糊洗衣機(jī)要求控制系統(tǒng)能根據(jù)測(cè)得的衣質(zhì)、衣量情況，確定適當(dāng)水位、水流強(qiáng)度、洗滌時(shí)間、洗滌劑用量，并根據(jù)骯臟度的變化合理地修正洗滌時(shí)間，以達(dá)到節(jié)水和節(jié)能的目的。

1)輸入量(分三級(jí))
負(fù)載：偏大、中等、偏小；
衣質(zhì)：棉織品偏多、棉和化纖各半、化纖織品偏多；
水溫：偏高、中等、偏低。
2)輸出量(分五級(jí))
水流強(qiáng)度：特強(qiáng)、強(qiáng)、中等、弱、特弱；
洗滌時(shí)間：特長(zhǎng)、長(zhǎng)、中等、短、特短。
3．2 模糊推理
洗農(nóng)機(jī)模糊控制系統(tǒng)的主要工作就是依據(jù)語(yǔ)言規(guī)則進(jìn)行模糊推理決策。因此，在進(jìn)行模糊規(guī)則推理之前，先要確定好語(yǔ)言控制規(guī)則(即知識(shí)庫(kù))。語(yǔ)言控制規(guī)則是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)來(lái)確定的，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷加以修正和完善。它相當(dāng)于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的條件語(yǔ)句：“IF……THEN……”。
根據(jù)輸入量與輸出量的分級(jí)組合，對(duì)于水流強(qiáng)度和洗滌時(shí)間可以用以下27(=3×3×3)條模糊規(guī)則來(lái)表示。
規(guī)則一：如果負(fù)載偏小，衣質(zhì)化纖織品偏多，且水溫偏高；那么將水流特弱，洗滌時(shí)間特短。
規(guī)則二：如果負(fù)載偏大，衣質(zhì)化纖織品偏多，且水溫偏高；那么將水流中等，洗滌時(shí)間中等。
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