智能家电中模糊控制技术的探索与研究(2)
在模糊控制中,模糊控制器是整个模糊控制系统的核心,而推理机构则是模糊控制系统的“大脑”。它根据由应用领域专家的经验和控制策略组成的一组语言控制规则构建的规则库中的模糊规则,运用模糊推理算法,从而实现模拟人的决策过程,以获得模糊控制系统的控制策略和控制作用。
模糊控制器的设计相对较简单,开发周期短、成本低,用传统控制方法需PC机才能完成的控制目标用一个8位单片机就可实现,因此它具有很强的渗透性,应用前景十分广泛。而单片机的低电压、低功耗的特性非常适合社会所倡导的节能减排降耗的生活理念。目前的单片机,其功耗已经从mA级降到?A级,甚至降到1?A以下,电压在2.1至6.0V之间均能正常工作。因为单片机功能强,系统扩展方便,所以应用系统的硬件设计非常简单,又因为有多种多样的单片机开发工具,具有很强的软硬件调试功能和辅助设计的手段,使单片机的应用极为方便,缩短了系统研制的周期。另外,单片机还能方便地实现多机和分布式控制,使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。
2.2智能电饭煲的模糊控制简介
在现代科学技术日益发展的今天,如何让精准的计算机控制在不那么精确的模糊环境下具有人的智能而实现更好的控制,是当前很多科研工作者的主要研究内容。现有的模糊控制控制领域涵盖了大型的生产控制系统,比如钢铁冶金行业;智能机器人领域;残疾人辅助领域等,但是模糊控制服务于小家电的研究相比之下不是十分热门。该研究主要是将模糊控制技术应用于智能家用电饭煲,以适应消费者的快捷,高质的家居需求。
传统的电脑电饭煲,从控制的角度看,实际上是一个按照事先设定好的程序而进行工作的设备,几乎不具备什么真正意义上的智能,也就是说,他是不能根据实际情况和工作条件的变化来改变程序中的参数。而模糊控制的智能电饭煲则更贴近与智能化。该研究应用了各种的传感元件,可根据放置食材的质量、种类自动决定用水量的多少、加压时间以及保压时间,在不同质量。不同种类的食材条件下在保证食材口感的前提下,尽量做到省电、省时仍符合使用者的口感需求,以实现节能环保高效的设计要求。增设用户对话窗口,根据用户的反馈信息进行智能的特色程序微调,更加人性化,智能化。
该设计以单片机为模糊控制器,配以实现各功能的外围电路,以实现主要的设计要求和设计目的。
3智能电饭煲的推理控制关系
智能电饭煲的推理控制关系如图所示,这是一个多输入、多输出的控制系统。输入量包括重量、食材类型、初始水温、期望的软硬程度等;输出量包括加水量、加压时间、保压时间、低温浸水时间、加热方式等。其中加水量、低温浸水时间和糊化时间可以在煮饭前通过模糊推理计算得出,而加压时间、保压时间则可由模糊控制器在线调节。
而用户的反馈信息,则可收入到推理机中,在下次烹煮中起到微调的作用。
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