畢業(yè)設計洗衣機模糊控制器

1、第4章神經模糊控制洗衣機設計神經模糊控制洗衣機設計20世紀90年代初期，日本松下公司推出了神經模糊控制全自動洗衣機。這種洗衣機能夠自動判斷衣服的質地軟硬程度、衣量多少、臟污程度和性質等，應用神經模糊控制技術，自動生成模糊控制規(guī)則和隸屬函數，預設洗衣水位、水流強度和洗滌時間，在整個洗衣過程中實時調整這些參數，達到最佳的洗衣效果。4.1洗衣機的模糊控制洗衣機的模糊控制洗衣機的主要被控參量為洗滌時間和水流強度，而影響這一輸出參量的主要因子是被

2、洗物的渾濁程度和渾濁性質，后者可用渾濁度的變化率來描述。在洗滌過程中，油污的渾濁度變化率小，泥污的渾濁度變化率打。因此，渾濁度及其變化率可以作為控制系統(tǒng)的輸入參量，而洗滌時間和水流強度可作為控制量，計系統(tǒng)的輸出，實際上，洗衣過程中的這類輸入和輸出之間很難用一定的數學模型來描述。系統(tǒng)運行過程中具有較大的不確定性，控制過程在很大程度上依賴操作者的經驗，這樣一來，利用常規(guī)的方法進行控制難以奏效。但是，如果利用專家知識進行控制決策，往往容易實現

3、優(yōu)化控制，這是在洗衣機中引入模糊控制技術的主要原因之一。根據上述的模糊控制基本原理，可得出確定洗滌時間的模糊推理框圖如圖41所示。其輸入量為洗滌水的渾濁度及其變化率，輸出量為洗滌時間。考慮到適當的控制性能需要和簡化程序，定義輸入量渾濁度的模糊詞集為清、較濁、濁、很濁；定義渾濁度變換率的模糊詞集為零、小、中、大；定義輸出變量洗滌時間的模糊詞集為短、較短、標準、長。描述輸入輸出變量的詞集都具有模糊特性，可以用模糊集合表示。因此，模糊概念的問

4、題就轉化為求取模糊集合的隸屬函數的問題。模糊控制器FC洗滌時間渾濁度渾濁度變化率圖41確定洗滌時間的模糊推理框圖通常定義一個模糊子集，實際上就是確定模糊子集隸屬函數形狀的過程。將確定的隸屬函數曲線離散化，就得到了有限個點上的隸屬度，構成了一個相應的模糊子集。如圖42所示，定義的隸屬函數曲線表示論域x對模糊變量A的隸屬程度。設定該隸屬函數的論域x為：x=(6543210123456)則有：??????????147.0532.062???

5、??AAAAA?????變量。通過單片機，利用查表法按照模糊推理法則做出決策，結果被認為是模糊變量，經過去模糊化處理單元，再由執(zhí)行機構去修改洗滌時間，這樣就完成了一次模糊控制算法過程?？刂埔?guī)則決策轉換器模糊劃分輸出渾濁度傳感器洗衣機渾濁度渾濁度變化率圖44模糊控制的控制部分框圖一般的模糊控制洗衣機將“專家經驗”通過模糊控制規(guī)則表現出來，運行中通過查表做出控制決策，這比需要操作者設定程序的電腦控制洗衣機前進了一大步。但是，這種洗衣機由于規(guī)

6、則進行控制，因此不夠理想。而把神經網絡和模糊控制相結合，則能夠解決這些問題。洗衣機的神經網絡模糊控制是利用離線訓練好的網絡，通過在線計算即可得到最佳輸出。這種控制模式的反應速度快，而且神經網絡又具有自學習功能和聯(lián)想能力，對于未在訓練中出現的樣本，也可以通過聯(lián)系記憶的功能，做出控制決策，表現非常靈活。洗衣機的神經網絡模糊控制器的控制系統(tǒng)中含有多個神經模糊環(huán)節(jié)，下面介紹本設計中以渾濁度和渾濁度變化率為輸入參量來確定洗滌時間的控制器?？刂破鞯?/p>