全自動洗衣機模糊控制系統(tǒng)研究與設(shè)計

喜歡這個資料需要的話就充值下載吧。。。資源目錄里展示的全都有預(yù)覽可以查看的噢，，下載就有,,請放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：11970985 可咨詢交流】====================喜歡就充值下載吧。。。資源目錄里展示的全都有，，下載后全都有,,請放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：197216396 可咨詢交流】====================

本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書摘要 本科畢業(yè)設(shè)計 （說明書摘要） 題目：全自動洗衣機模糊控制系統(tǒng)研究與設(shè)計 學(xué) 院 專業(yè)名稱 年級班級 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 9 全自動洗衣機模糊控制系統(tǒng)研究與設(shè)計 【摘要】：本文介紹模糊控制在全自動洗衣機中的應(yīng)用，包括模糊全自動洗衣機的模糊推理、物理量檢測以及它的洗衣過程和控制電路。其中控制電路是以AT89S52單片機為控制電路核心，其主要由電源電路、狀態(tài)檢測電路、顯示電路和輸出控制電路組成，分別介紹了各控制電路的工作原理和控制元件的組成，在教學(xué)設(shè)計訓(xùn)練方面具有較好的實用價值。 【關(guān)鍵詞】：模糊控制 單片機 傳感器 全自動洗衣機 一、前言 模糊控制是以模糊集理論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種智能控制方法，它從行為上模仿人的模糊推理和決策過程。該方法首先將操作人員或?qū)＜医?jīng)驗編成模糊規(guī)則，然后將來自傳感器的實時信號模糊化，將模糊化的信號作為模糊規(guī)則的輸入，完成模糊推理，將推理后的輸出量加到執(zhí)行器上。 從傳統(tǒng)控制角度看，傳統(tǒng)全自動洗衣機實際上是一臺按事先設(shè)定好的參數(shù)進行順序控制的機器。從這個意義上說，其“全自動”并不具有任何功能，它不能根據(jù)情況和條件的變化來改變參數(shù)；而模糊邏輯控制的全自動洗衣機向真正的智能化的全自動邁進了一大步，它的目標則是要求根據(jù)所洗衣服的數(shù)量、種類和臟的程度來決定水的多少、水流的強度和洗衣的時間，并可以動態(tài)的改變參數(shù)，以達到在洗干凈衣服的情況下還要盡量不傷衣服、省電、省水、省時的目的；另外，要求操作簡單，任何人都可以輕松地使用，且能夠把工作情況和過程顯示出來。 二、全自動洗衣機的模糊控制原理 模糊全自動洗衣機是利用負載、質(zhì)料、水位、水溫和氣溫以及洗滌劑類型等檢測所得到的信息，進行分段評估計算，使其模糊化，再根據(jù)模糊規(guī)則進行推理，最后根據(jù)所激活的規(guī)則進行模糊判決，以決定最適當?shù)乃鳌⑺?、洗滌時間、清洗方法及脫水時間。模糊洗衣機的控制結(jié)構(gòu)如圖四所示。 圖一 洗衣機模糊控制原理框圖 1.模糊規(guī)則： 首先確定各輸入、輸出變量的變化范圍、量化等級。針對以上三個語言變量，三個輸入語言變量的量化等級都為3級，即，K＝{“高”、“中”、“低”}，D＝{“渾”、“中”、“清”}，R＝{“大”、“中”、“小”}。兩個輸出語言變量的量化等級5級，S＝{“特強”、“強”、“中”、“弱”、“特弱”}，T＝{“特長”、“長”、“中”、“短”、“特短”}。在各輸入和輸出語言的量化域內(nèi)定義模糊子集。如下表 渾 布阻抗 濁 度 水 溫 大 中 小 低 中 高 低 中 高 低 中 高 高 水流 特強 強 強 強 強 中 中 中 中 時間 特長 長 中 長 長 中 長 中 中 中 水流 強 中 中 中 中 中 中 弱 弱 時間 長 中 短 長 中 中 中 中 短 低 水流 弱 弱 弱 弱 弱 弱 弱 弱 特弱 時間 中 中 短 中 短 短 中 短 特短 表1 模糊控制規(guī)則表。 2.模糊控制的隸屬函數(shù) 模糊控制的隸屬函數(shù)采用最簡單的三角形隸屬函數(shù)表示，包括輸入變量和輸出變量。 （1）輸入變量：圖二所示為輸入變量水溫、渾濁度和布阻抗的隸屬函數(shù)。 圖二 水溫、渾濁度、布阻抗的隸屬度函數(shù)圖 （2）輸出變量：圖三上下圖分別表示輸出變量水流強度和洗滌時間的隸屬函數(shù)。 圖三 洗滌時間和水流強度的隸屬度函數(shù) 三、全自動模糊控制洗衣機硬件電路設(shè)計 要對洗衣機進行控制，首先要用各種傳感器不斷地檢測相關(guān)的狀態(tài)，以作為控制的依據(jù)。然后在進行控制，下面首先介紹介紹在模糊控制洗衣機中所用各種參數(shù)的檢測原理和技術(shù)，再介紹其他硬件部分電路。 1.渾濁度檢測電路 本設(shè)計需要檢測渾濁度，以便進行工作過程的整定和控制，這些量都與水透光性有關(guān)的。利用紅外線在水中的透光和時間的關(guān)系，通過模糊推理，以得出檢測結(jié)果，而這個結(jié)果就可以用于控制推理。光傳感器由相對設(shè)于排水閥兩旁的紅外發(fā)光二極管和光敏晶體管構(gòu)成的。發(fā)光二極管透過洗滌液向光敏晶體二極管發(fā)光，由光敏晶體管轉(zhuǎn)換成電壓，再由單片機讀取該數(shù)值，由此測出洗滌液的污染狀況。渾濁度檢測電路構(gòu)造如圖四所示。 圖四 渾濁度檢測器構(gòu)造 2.布阻抗檢測檢測電路 在進行布質(zhì)和布量檢測時，首先注入一定的水位，然后啟動主電動機旋轉(zhuǎn)，接著斷電讓主電動機以慣性繼續(xù)運轉(zhuǎn)直到停止。在主電動機斷電時間內(nèi)，由于慣性，所以它處于發(fā)電機狀態(tài)，并且會產(chǎn)生感應(yīng)電勢輸出。隨著布阻抗的大小不同，主電動機處于發(fā)電機狀態(tài)的時間長短不同，只要檢測出主電動機處于發(fā)電機狀態(tài)的時間長短，就可以反過來推理出布阻抗的大小。當然，主電動機發(fā)電時間長，布阻抗就小，主電動機發(fā)電時間短，布阻抗就高。在得出布阻抗之后，通過模糊推理就可以產(chǎn)生相應(yīng)的布質(zhì)和布量。布量傳感器電路如圖六所示。 圖五 布阻抗傳感器電路 3.水溫檢測 水溫檢測由溫度傳感器來完成，溫度傳感器安裝在洗衣桶的底部，通過這個傳感器可以在任何時候檢測水溫。本設(shè)計采用DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器方便快捷。 圖六 溫度傳感器電路 4.水位檢測 水位檢測是用一種專用水位傳感器實現(xiàn)的。這種水位傳感器是一根與缸體等高的空管，它與缸體構(gòu)成一個連通器，空管的上端有一個用壓力膜隔開的差動電感器，當缸中有水注入時，管內(nèi)的空氣被壓縮使壓力膜上壓力增大，繼而推動與它聯(lián)動的鐵心移動，引起線圈的電感量變化。用此電感器構(gòu)成的LC振蕩器的頻率就能反映水位的高低。 圖七 水位傳感器電路圖 5.電源電路 本設(shè)計中電源模塊如圖八所示。當接通市電220V時，由變壓器T1的次級分離兩種的交流電壓：一路為12V 交流電輸出+5V為單片機供電；另一路為6V 交流電，經(jīng)整流后作為晶閘管的觸發(fā)電壓。兩路互不干擾，有效的保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 圖八 低壓電源模塊圖 6.輸出控制電路 在全自動洗衣機模糊控制中需要控制的主要對象有電機、進水閥、排水牽引器。本設(shè)計選用雙向晶閘管作為功率器件，采用光電耦合器將主電路與控制電路進行隔離，能有效的防止外電路對控制班的干擾。 圖九 電機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路 雙向晶閘管用正電壓觸發(fā)，交流的兩半周所需要的觸發(fā)電流相差很大，因此最好用負電壓觸發(fā)。圖十 為觸發(fā)電壓產(chǎn)生電路，其正輸出和220V交流電的零線相連，形成負壓觸發(fā)電路。當單片機輸出低電平驅(qū)動光電耦合器時，負壓觸發(fā)電路工作，雙向晶閘管導(dǎo)通。 圖十 驅(qū)動電壓產(chǎn)生電路 7.過零檢測電路： 晶閘管過零觸發(fā)是指使雙向晶閘管的開關(guān)過程在電源電壓為零或電流為零的瞬間進行觸發(fā)。這樣，負載的瞬態(tài)浪涌電流和射頻對系統(tǒng)的干擾最小，可控硅的使用壽命也可以提高。圖十一為是晶閘管過零檢測部分的電路圖，其作用是產(chǎn)生電壓過零中斷信號。 圖十一 晶閘管過零檢測電路 8.顯示電路 顯示電路是選用常見的LCD12864顯示屏，采用串行通行方式對工作狀態(tài)等進行顯示。 四、全自動洗衣機模糊控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 控制軟件由主程序、各種子程序和中斷服務(wù)程序組成。所有模糊推理在洗滌之前都基本執(zhí)行完畢，所以在程序判別出是啟動并且是自動程序后，就開始進行一系列的檢測工作。在推理工作完成之后，開始進行洗滌工作。在洗滌過程中若產(chǎn)生故障，則系統(tǒng)會自動報警。 開始 關(guān)中斷、初始化 是否自動？ 、 調(diào)用手動洗衣參數(shù)設(shè)定程序 水溫檢測 水位檢測 布量和布質(zhì)檢測 渾濁度檢測 調(diào)用洗衣程序 調(diào)用洗衣完畢報警子程序 調(diào)用手動洗衣程序 是 否 結(jié) 束 圖十二 軟件主程序流程圖 軟件主程序流程圖如圖十二所示。衣物洗滌過程：開啟洗衣機，選擇自動或者手動方式，若為手動則設(shè)定洗衣參數(shù)，否則進入自動方式。檢測衣物清洗前狀態(tài)，進而自動選擇相應(yīng)的洗衣參數(shù)，調(diào)用相應(yīng)的洗滌程序，完成模糊規(guī)則洗衣。 五、結(jié)束語 本課題設(shè)計的全自動洗衣機模糊控制系統(tǒng)，基本上反映了模糊全自動洗衣機的結(jié)構(gòu)和使用功能，效果直觀，可操作性好；在該設(shè)計上采用了AT89S52單片機控制，編制出符合要求的主、子程序，達到了設(shè)計要求，具有一定的實用和推廣價值。 六、參考文獻 1.《模糊控制技術(shù)》中國紡織出版社 劉曙光、魏俊民、竺志超編著 2001年6月； 2.《模糊控制及其在家用電器中的應(yīng)用》機械工業(yè)出版社 林鋼編著 2006年6月； 3.《模糊控制原理與應(yīng)用》機械工業(yè)出版社 諸靜等編著 2005年1與月； 4.《智能控制》電子工業(yè)出版社 劉金琨編著 2008年6月。 附 錄 全自動洗衣機模糊控制系統(tǒng)總圖