应用电子技术教育毕业论文模糊控制洗衣机系统分析.doc

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1、本科生毕业论文（设计）册 学院 职业技术学院 专业 应用电子技术教育 班级 2011 届 学生 孙名卉 指导教师 邸敏艳 河北师范大学本科毕业论文（设计）任务书 编 号：职业技术学院 2011 届 2011162 论文（设计）题目： 模糊控制洗衣机系统分析 学 院： 职业技术学院 专业： 应用电子技术教育 班级： 2007 级 学生姓名： 孙名卉 学号： 2007014301 指导教师： 邸敏艳 职称： 副教授 1、论文（设计）研究目标及主要任务 本文以实现将模糊控制技术应用于全自动洗衣机的控制为目标 , 在对国内外研究现状进行了 深入分析的基础上，对模糊控制洗衣机工作的各个环节进行了研究。

2、2、论文（设计）的主要内容 （1）模糊控制洗衣机的结构与基本原理 （2）模糊控制洗衣机状态信息的检测 （3）模糊控制系统分析 3、论文（设计）的基础条件及研究路线 理论调查研究 4、主要参考文献 1 窦振中.模糊逻辑控制技术及其应用 .北京：北京航空航天大学出社， 1995：20-22 2 李友善, 李军.模糊控制理论及其在过程控制中的应用 .北京：国防工业出版社， 1996：15-16 3 路立平.模糊控制洗衣机混浊度模型及检测 .郑州轻工业学院学报， 1996，11（2）：10- 11 4 贾佩山.全自动模糊控制洗衣机的设计 .工业控制计算机， 1998， （2）：8-9 5 谢宋和.负荷

3、传感器及其在模糊控制洗衣机中的应用 .家用电器科技， 1998， （1）：16- 17 5、计划进度 阶段起止日期 1 根据选题查阅资料，确定方案 2011.1.42011.2.15 2 在教师指导下，撰写论文开题报告2011.2.1520113.11 3 中期检查 2011.4.82011.4.9 4 修改初稿，完成论文 2011.5.102011.5.19 5 论文评议 2011.5.202011.6.3 指 导 教师： 年 月 日 教研室主任： 年 月 日 注：一式三份，学院（系） 、指导教师、学生各一份 河北师范大学本科生毕业论文（设计）开题报告书 职业技术 学院 应用电子技术教育 专

4、业 2011 届 学生 姓名 孙名卉 论文（设 计）题目 模糊控制洗衣机系统分析 指导 教师 邸敏艳 专业 职称 副教授 所属教 研室 电气技术 研究 方向 电气传动 课题论证： 传统全自动的洗衣机有两种 : 一种是机械控制式 ,一种是程序控制式。它们都需要用户 根据不同洗涤物的布质、布量、脏污状况凭经验选择多个功能键,决策因人而异 ,洗涤效果 自然有差别。并且大多数的家庭主妇并不能掌握正确的用法，造成功能上的浪费。因此在严 格意义上说,这两种洗衣机都不能称作全自动 ,因为它们都不具备一下功能： （1）自动检测衣物量和衣服肮脏程度并据此控制洗涤剂的投放量； （2）根据待洗衣物的肮脏程度自动选择

5、洗涤时间； （3）检测漂洗后衣服的洁净程度并自动调整漂洗次数。 所以控制简单而且功能完善的家用电器就越来越受欢迎。随着模糊控制技术应用的广泛 开展人类的这种愿望就有了实现的机会。模糊控制在电器上的应用在世界范围内得到普遍重 视。 模糊控制洗衣机通过传感器来判别衣物的重量，质地以及污染的程度，由计算机进行 模糊判断、推理和决策 ,来自动确定水位的高低、洗涤剂的用量、流水强度，并确定最佳洗 涤顺序,只需一个键就能使整个洗涤过程在无需人工干预的情况下自动完成,而且还要尽量 不伤衣物、省电、省水、省时、方便、快捷。 由于洗衣过程的控制对象很难用精确的数学模型来描述，所以采用传统的控制方法难以 取得理想

6、的洗涤效果，而模糊控制方法却能很好地解决这个问题,因此本文致力于对模糊控 制方法的研究。 方案设计： 本论文计划共六章，但由于模糊控制洗衣机整个系统的庞大和复杂以及对此课题研究的 时间限制，不可能对该系统的每一个环节进行彻底的分析。鉴于此本人主要致力于对第三 章和第六章的研究。 第一章 绪论 通过查阅资料和市场调研，对该课题的研究背景和意义、发展概况进行了一个简单的综 述。 第二章 模糊控制洗衣机的结构与基本原理 第三章 模糊控制洗衣机状态信息的检测 主要介绍了衣质、衣量和脏污传感器的工作原理，其中对衣质、衣量传感器进行了改进 前后的对比，阐述了改进后的优势。 第四章 硬件系统分析 第五章 软

7、件系统分析 第六章 模糊控制系统分析 本章对模糊控制基本概念和基本原理进行了系统的介绍，为了更为具体的呈现出整个控制 流程，本人准备通过一个实例并通过手工推算来说明计算机对该控制的模糊库建立过程。 进度计划： 2011.1.42011.2.15 根据选题查阅资料，确定方案 2011.2.1520113.11 在教师指导下，撰写论文开题报告 2011.4.82011.4.9 中期检查 2011.5.102011.5.19 修改初稿，完成论文 2011.5.202011.6.3 论文评议 指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见： 教研室主任签名： 年 月 日 河北师范大学本科生毕业

8、论文（设计）文献综述 我国的洗衣机发展，大致经历了仿造单筒、双筒到新水流、半自动、全自动、套缸式洗衣 机。由于各个厂家都在致力于研究各种洗涤方式，以图获得多种水流和提高洗涤能力、减小对 织物的缠绕、磨损，是洗涤柔和均匀；应用微电子微电脑元器件、光敏检测器件的配置，尽可 能多的应用高新科技成果成为了洗衣机发展的主流。 二十世纪九十年代初，国际家电市场已经推出具有智能控制特性的新型洗衣机模糊 控制洗衣机。它的出现，为洗衣机的发展开创了一个崭新的时代。三洋、三菱、松下等公司君 推出了模糊洗衣机，如 ASW-60W1 型等等。随着模糊控制理论和技术的不断成熟，国内各大洗 衣机生产厂家如荣事达、小天鹅、

9、金羚等也都先后推出了自己的模糊控制洗衣机产品。这种洗 衣机能够自动判断被洗衣物的质地软硬、重量大小，自动检测洗衣桶内水的脏污程度和脏污性 质(油污或泥污)，应用模糊控制技术，预选洗衣水位，水流强度和洗涤时间，在整个洗衣过程 实施监控，适时调整这些运行参量，达到最佳的洗涤效果。 模糊数学和模糊控制的概念是加利福尼亚大学教授扎德 (L A Zadeb)在他的Fuzzy Sets 、 Algorithm和A Rationale For Fuzzy Control等论著中首先提出。 1974 年英 国伦敦大学教授 E H Manidani 首先应用模糊控制逻辑研制成功模糊控制器。 1979 年，英国

10、I J Procyk 和 E H Manidani 研制成功自组织模糊控制器，标志着模糊控制器 “智能化”程度 的进一步提高。 1984 年年底国际模糊系统学会成立。模糊控制理论从提出至今虽然只有20 多年，但是无论在模糊理论的算法、模糊推理决策、工业控制应用、模糊系统集成，以及自学 习、自适应和工程应用方面都取得了长足的进步。模糊控制是智能控制领域的重要发展方向， 模糊控制技术被称为 “21 世纪的核心技术 ” 。模糊控制技术进入商品化，使产品的自动化和智 能化水平不断提高。 河北师范大学本科生毕业论文（设计）翻译文章 现代电力电子学与交流传动 （美）比马尔 K.博斯著 第十一章 模糊逻辑的

11、概念与应用 11.4 模糊控制 11.4.1 为什么要进行模糊控制 控制算法的过程 ,这是基于 FL 或模糊推理系统 ,如上所述,被定义为一种模糊控制 ,一般 情况下,一个基于人工智能的 控制系统的定义是智能控制。模糊控制系统 本质上嵌入了设备 操作者的经验和直觉，有时也嵌入设备设计师和/或研究员的。设计一种常规控制系统通常 是基于一个设备的数学模型。如果一个精确的数学模型是可利用的已知 参数,那么它可以被 分析,比如说,通过一个预示,或奈奎斯特情节设计的控制器可以规定 其性能。虽然 CAD 程序 可用于这样的设计，但是这一环节仍然是乏味的、费时 。不幸的是,对于复杂的过程 ,如水泥 厂、核反

12、应堆,以及类似的,一个合理可靠的数学模型难以被发现。另一方面 ,这些设备操作 者对控制这一过程 必须有很好的经验。 电力电子系统模型通常是含糊不清的。即使是一个 可靠的、知名的 设备模型，其参数变 化也可能会存在问题。有时,一个模型拥有 多变量、复杂的、和非线性的,如动态 d-q 模型的 交流机器。向量或间接磁场定向矢量控制的驱动器可以克服这一问题,但精确的矢量控制几 乎是不可能的,甚至在系统中还可能存在一个广泛的参数变化问题。对于处理各种自适应控 制技术的发展现状 的问题,会在在第 8 章中讨论。模糊控制 ,另一方面来说并不严格需要设备 的任何数学模型。它是基于设备操作者的经验和启发 ,就像

13、之前提到的 ,它非常容易应用 。模 糊控制基本上是一种自适应模糊控制和非线性控制 ，它赋予了参数变化的线性和非线性的 设 备一种稳定的性能。 事实上, 到目前为止在讨论的技术范围内， 模糊控制可能是最好的自适 应控制。 11.4.2 模糊控制器的组成 模糊控制器是由什么组成的呢 ?模糊控制器有四个主要部分组成 :(1)运用“基本规则” 支持知识经验，以这种形式建立的规则能够最好的控制系统。 (2)用推理机制来评价实时相 关的控制规则,然后再来决定它 应当的设备输入。(3) 用模糊化的界面 简单的修改输入 ,这样 他们就能够被解读并且和规则库中的规则相比较。 (4)用去模糊化接口转换由输入设备的

14、 推 理机制得出的结论。 11.4.3 模糊控制器的设计 我们如何设计一个模糊控制器呢 ?模糊控制系统设计基本上相当于 (1)选择模糊控制器的 输入和输出(2)选择控制器的输入需要的预处理和输出可能需要的预加工 (3)设计模糊控制器 的四个组成部分中的每个环节 。 就像你在下一章节所看到的,是模糊化和去模糊化接口的标准选择。此外,最常见的设计 者选择推理机制,并可能将其使用在 多种不同的过程。因此 ,工作的重要组成部分 集中在我们 对于模糊控制器基本规则的设计。 什么是模糊控制器的设计过程中 最主要的任务?基本规则的构造代表了人类专家 的智囊 团。因此,我们载入规则库的规则信息 可能来自于实际

15、的人类专家 ,他已经花了很长时间来学 习如何最好地控制这一过程。在另一些情况下没有这样的人类专家,控制工程师将简单的研 究这些设备的动力（ 也许通过建模与仿真 ),然后写下一套控制规则 也是有道理的。 举一个例子,关于一个自动控速 的问题讨论,很明显谁有驾驶着一辆车并且实践调节 速度 在期望的设定值上的经验都可以将这些信息载入 转换成一种基本规则。例如,一个人开车的 人可能会用“如果速度低于设定值 ,那么进一步的踩下 油门踏板”的规则。一个规则 ,也可能 代表更详细的信息关于如何调节速度 ，那将会是“如果速度低于设定值 ,速度接近了工作点 很快,那么再少量的释放油门踏板。 ” 第二个规则描述

16、了我们的知识关于如何确保我们 不超过我们渴望的目标（速度的设定值） ，一般来说,如果我们对基本规则载入了非常详细的专家经验 ,我们就提高了得到更好性能的 可能性。 Bimal K.bose Chapter11 Fuzzy Logic Principles and Applications 11.4 FUZZY CONTROL 11.4.1 Why Fuzzy Control? The control algorithm of a process that is based on FL or fuzzy inference system, as discussed above, is defin

17、ed as a fuzzy control, In general, a control system based on AI is defined as intelligent control. A fuzzy control system essentially embeds the experience and intuition of a human plant operator, and sometimes those of a designer and/or researcher of a plant. The design of a conventional control sy

18、stem is normally based on the mathematical model of a plant. If an accurate mathematical model is available with known parameters, it can be analyzed, for example, by a Bode or Nyquist plot, and a controller can be designed for the specified performance. Such a procedure is tedious and time-consumin

19、g, although CAD programs are available for such design. Unfortunately, for complex processes, such as cement plants, nuclear reactors, and the like, a reasonably good mathematical model is difficult to find. On the other hand, the plant operator may have good experience for controlling the process.

20、Power electronics system model are often ill-defined. Even if a plant model is well-known, there may be parameter variation problems. Sometimes, the model is multivariable, complex, and nonlinear, such as the dynamic d-q model of an ac machine. Vector or field-oriented control of a drive can overcom

21、e this problem, but accurate vector control is nearly impossible, and there may be a wide parameter variation problem in the system. To combat such problems, various adaptive control techniques were discussed in Chapter 8. Fuzzy control, on the other hand, does not strictly need any mathematical mod

22、el of the plant. It is based on plant operator experience and heuristics, as mentioned previously, and it is very easy to apply. Fuzzy control is basically an adaptive and nonlinear control, which gives robust performance for a linear or nonlinear plant with parameter variation. In fact, fuzzy contr

23、ol is possibly the best adaptive control among the techniques discussed so far. 11.4.2 Fuzzy Controller Compose What is a fuzzy controller composed of ? The fuzzy controller has four main components: (1) The “rule-base“ holds the knowledge, in the form of a set of rules, of how best to control the s

24、ystem. (2) The inference mechanism evaluates which control rules are relevant at the current time and then decides what the input to the plant should be. (3) The fuzzification interface simply modifies the inputs so that they can be interpreted and compared to the rules in the rule-base. (4) the def

25、uzzification interface converts the conclusions reached by the inference mechanism into the inputs to the plant. 11.4.3 Fuzzy Controller Design How do we design a fuzzy controller? Fuzzy control system design essentially amounts to (1) choosing the fuzzy controller inputs and outputs, (2) choosing t

26、he preprocessing that is needed for the controller inputs and possibly postprocessing that is needed for the outputs, and (3) designing each of the four components of the fuzzy controller. As you will see in the next chapter, there are standard choices for the fuzzification and defuzzification inter

27、faces. Moreover, most often the designer settles on an inference mechanism and may use this for many different processes. Hence, the main part of the fuzzy controller that we focus on for design to the rule-base. What is the main task in fuzzy controller design process? The rule-base is constructed

28、so that it represents a human expert “in-the-loop.“ Hence, the information that we load into the rules in the rule-base may come from an actual human expert who has spent a long time learning how best to control the process. In other situations there is no such human expert, and the control engineer

29、 will simply study the plant dynamics (perhaps using modeling and simulation) and write down a set of control rules that makes sense. As an example, in the cruise control problem discussed above it is clear that anyone who has experience driving a car can practice regulating the speed about a desire

30、d set-point and load this information into a rule-base. For instance, one rule that a human driver may use is “If the speed is lower than the set-point, then press down further on the accelerator pedal.“ A rule that would represent even more detailed information about how to regulate the speed would

31、 be “If the speed is lower than the set- point AND the speed is approaching the set-point very fast, then release the accelerator pedal by a small amount.“ This second rule characterizes our knowledge about how to make sure that we do not overshoot our desired goal (the set-point speed). Generally s

32、peaking, if we load very detailed expertise into the rule- base, we enhance our chances of obtaining better performance. 本科生毕业论文设计 题目 模糊控制洗衣机系统分析 作者姓名 孙名卉 指导教师 邸敏艳 所在学院 职业技术学院 专业（系） 应用电子技术 班级（届） 2011 届 完成日期 2011 年 5 月 12 日 河北师范大学本科生毕业论文 目录 中文摘要、关键字 (I) 英文摘要、关键字 (II) 第 1 章 绪论 (1) 1.1 研究背景及意义 (1) 1.2

33、模糊控制洗衣机的发展概况 .(1) 1.2.1 模糊控制技术的发展 .(1) 1.2.2 洗衣机的发展概况 .(2) 1.3 相关工作 (2) 第 2 章 模糊控制洗衣机的结构与基本原理 .(3) 2.1 模糊控制洗衣机的基本结构 .(3) 2.2 模糊控制洗衣机的基本原理 .(3) 第 3 章 模糊控制洗衣机状态信息的检测 (5) 3.1 负载检测 (5) 3.1.1 一般的反电势检测方法 .(5) 3.1.2 改进后的反电势检测方法 .(7) 3.2 脏污检测 (9) 3.2.1 洗涤液混浊度的传感原理 (11) 3.2.2 洗涤液混浊度的光电检测原理 (12) 3.3 水位检测 .(13

34、) 河北师范大学本科生毕业论文 3.4 水温检测 .(13) 第 4 章 硬件系统分析 .(14) 4.1 控制系统硬件电路 .(14) 4.2 东芝单片机 TMP87C846N (14) 第 5 章 软件系统分析 .(16) 第 6 章 模糊控制系统分析 (17) 6.1 模糊规则库的建立 .(17) 6.1.1 模糊变量的设定 .(17) 6.1.2 模糊推理规则表的建立 (19) 6.1.3 隶属函数的建立 (20) 6.2 模糊控制过程 .(21) 6.2.1 模糊化 .(22) 6.2.2 模糊控制.(23) 6.2.3 反模糊化.(28) 6.3 模糊推理流程 .(28) 总结 .

35、(30) 致谢 .(31) 参考文献 .(32) 河北师范大学本科生毕业论文 I 模糊控制洗衣机系统分析 职业技术学院应用电子技术教育专业 指导教师 邸敏艳 作 者 孙名卉 摘要： 本文以实现将模糊控制技术应用于全自动洗衣机的控制为目的 , 在对国内外研究 现状进行了深入分析的基础上，对模糊控制洗衣机工作的各个环节进行了研究。 首先从基本机构开始，再简述了模糊控制洗衣机的基本组成的基础上综述了宏观 的系统结构。 其次再对洗衣机各部分检测装置进行深入分析的基础上，将两种衣质衣量传感器 进行分析和比较，论述了改进后反电势检测方法的独特性和优越性，从而在理论上解 决了检测分辨能力和精度问题，并给出了

36、有效的检测方法。 系统全面的分析了模糊控制的全过程，确定了控制器的输入、输出变量，设计了 输入输出变量的隶属函数，分析了输入输出变量之间相关性，给出了控制过程中所有 的控制规则、量化计算公式、赋值表等，并结合一个实例展示了模糊化、模糊推理、 反模糊化的详细计算方法和计算结果。 最后，对模糊控制洗衣机的硬件和软件系统进行简要概括，并 给出了整个控制 流程和工作流程。 关键词：洗衣机；传感器；模糊控制；隶属函数；模糊推理； 河北师范大学本科生毕业论文 II Abstract： This paper combines the fuzzy control technology in order to

37、realize the automatic washing machine control in application for the purpose of research situation, analyzes on the basis of fuzzy control, every link of the work of washing machine were studied. First, then from the basic agency began briefly introduced the basic composition of fuzzy control washin

38、g machine based on macro system structure were reviewed. For washing machine again next parts detection device on the basis of analyzing two kinds of clothing, qualitative clothing analyze and compare the quantity sensors, discusses the potential detection method improved the uniqueness and superior

39、ity, thus theoretically solved detection in distinguishing ability and accuracy problem, and gives an effective detection methods. System comprehensive analysis of the whole process of the fuzzy control, determined the controller, the input and output variables of the input and output variables was

40、designed, analyzes the membership functions of the input and output variables, and gives the correlations between process control all the control rule, quantitative calculation formula, assignment table etc, and combined with a example shows fuzzification, fuzzy reasoning, the blur the detailed calc

41、ulation method and calculation results. Finally, the fuzzy control washing machine hardware and software system, and gives the briefly summarized the whole control processes and procedures. Key Words: washing machine; sensor; fuzzy control; membership function; fuzzy reasoning 河北师范大学本科生毕业论文 1 第 1 章

42、绪论 1.1 研究背景及意义 传统全自动的洗衣机有两种 : 一种是机械控制式 ,一种是程序控制式。它们都需要 用户根据不同洗涤物的布质、布量、脏污状况凭经验选择多个功能键 ,决策因人而异, 洗涤效果自然有差别 。并且大多数的家庭主妇并不能掌握正确的用法，造成功能上的 浪费。因此在严格意义上说 ,这两种洗衣机都不能称作全自动 ,因为它们都不具备一下 功能： （1）自动检测衣物量和衣服肮脏程度并据此控制洗涤剂的投放量 ； （2）根据待洗衣物的肮脏程度自动选择洗涤时间； （3）检测漂洗后衣服的洁净程度并自动调整漂洗次数。 所以控制简单而且功能完善的家用电器就越来越受欢迎。 随着模糊控制技术应用 的广

43、泛开展人类的这种愿望就有了实现的机会。模糊控制在电器上的应用在世界范围 内得到普遍重视。 模糊控制洗衣机则是借助各种传感器的检测， 用电脑全部或部分代替人脑进行洗 涤过程的决策,由计算机进行模糊判断、推理和决策 ,并自动生成优化的洗涤方案 ,只 需一个键就能使整个洗涤过程在无需人工干预的情况下自动完成 ,而且还要尽量不伤 衣物、省电、省水、省时、方便、快捷。 1.2 模糊控制洗衣机的发展概况 1.2.1 模糊控制技术的发展 模糊数学和模糊控制的概念是加利福尼亚大学教授扎德 (L.A.Zadeb)在他的 Fuzzy Sets 、 Algorithm和A Rationale For Fuzzy C

44、ontrol等论著中首先提出。 1974 年英国伦敦大学教授 E.H.Manidani 首先应用模糊控制逻辑研制成功模糊控制器。 1979 年，英国 I.J.Procyk 和 E.H.Manidani 研制成功自组织模糊控制器，标志着模糊控 制器“智能化”程度的进一步提高。 1984 年年底国际模糊系统学会成立。模糊控制理论 河北师范大学本科生毕业论文 2 从提出至今虽然只有 20 多年，但是无论在模糊理论的算法、模糊推理决策、工业控 制应用、模糊系统集成， 及自学习、自适应和工程应用方面都取得了长足的进步。模 糊控制是智能控制领域的重要发展方向，模糊控制技术被称为 “21 世纪的核心技术 ”

45、。 模糊控制技术进入商品化，使产品的自动化和智能化水平不断提高。 1.2.2 洗衣机的发展概况 我国的洗衣机发展，大致经历了仿造单筒、双筒到新水流、半自动、全自动、套 缸式洗衣机。由于各个厂家都在致力于研究各种洗涤方式 ，以图获得多种水流和提 高洗涤能力、减小对织物的缠绕磨损、使洗涤柔和均匀， 应用微电子微电脑元器件、 光敏检测器件的配置，尽可能多的应用高新科技成果成为了洗衣机发展的主流。 二十世纪九十年代初，国际家电市场已经推出具有智能控制特性的新型洗衣机 模糊控制洗衣机。 它的出现，为洗衣机的发展开创了一个崭新的时代。 三洋、 三菱、松下等公司均 推出了模糊洗衣机，如 ASW-60W1 型

46、等等。随着模糊控制理论 和技术的不断成熟，国内各大洗衣机生产厂家如荣事达、小天鹅、金羚等也都先后推 出了自己的模糊控制洗衣机产品。 这种洗衣机能够自动判断被洗衣物的质地软硬、重 量大小，自动检测洗衣桶内水的脏污程度和脏污性质 (油污或泥污)，应用模糊控制技 术，预选洗衣水位，水流强度和洗涤时间，在 整个洗衣过程实施监控，适时调整这些 运行参量，达到最佳的洗涤效果。 目前，模糊控制洗衣机日益受到消费者的欢迎， 拥有了强大的市场竞争力。 1.3 相关工作 由于模糊控制洗衣机整个 系统的庞大和复杂以及对此课题研究的时间限制，不 可能对该系统的每一个环节进行彻底的分析。鉴于此本人主要致力于对以下几方面

47、的 研究： （1）研究传感器的工作原理； （2）研究模糊控制的推理过程 ； 河北师范大学本科生毕业论文 3 水温 传感器 洗衣缸 水位传感器 搅拌轮 电动机 光电传感器 排水阀负载传感器 第 2 章 模糊控制洗衣机的结构与基本原理 2.1 模糊控制洗衣机的基本结构 模糊控制洗衣机的基本结构除了具备一般全自动洗衣机的结构外，还具备由负载 传感器、温度传感器、水位传感器、光电传感器等传感器组成的反馈控制电路构成。 图 2-1 是某种模糊控制洗衣机的剖面图。 图 2-1 某种模糊控制洗衣机的剖面图 2.2 模糊控制洗衣机的基本原 理 洗衣机的模糊控制是指洗衣机通过传感器来判别衣物的重量， 质地以及污

48、染的 程度，来自动确定水位的高低、洗涤剂的用量、流水强度，并确定最佳洗涤顺序。由 于洗衣过程的控制对象很难用精确的数学模型来描述，所以采用传统的控制方法难以 河北师范大学本科生毕业论文 4 洗衣电动机转动惯性 水温 水位 水的透光度 洗涤剂投放 设定洗涤时间 控制电动机运转 设定水位 控制排水 洗衣机与衣物 模糊分析 模糊控制 洗衣状态信息检测 取得理想的洗涤效果，而模糊控制方法却能很好地解决这个问题。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

49、污性质，推理做出 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，自动地完成 “进水”、“洗涤”、“排 水”、“脱水”等全过程。 图2-2是模糊控制洗衣机系统结构框图。这是一个多路输入和多路输出的控制系统。 多路输入包括对水温、水位、水的透光度和洗衣电动机停机后转动质性的检测数据。 这些数据输入控制系统后被模糊化处理 , 系统根据处理结果和由人工洗衣总结出来的 控制规则, 进行模糊控制运算 , 获得控制决策, 并通过控制执行机构去控制输出量。 这其中, 系统以水温和水的透光度检测数据 , 作为分析判断水对洗涤剂的溶解状况和 衣物脏污情况的依据 , 决定洗涤剂投放量和洗涤时间 。以对洗衣电动机低速运转后的 惯性检测数据作为分析判断衣质 、衣量情况的依据, 决定供水量和洗涤时水流方式后 者通过控制电动机转速及其正、反运转实现。此外 ,