基于單片機模糊推理的洗衣機控制系統設計

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

模糊控制洗衣機是一種智能型的、真正全自動(dòng)的洗衣機。它能自動(dòng)識別衣質(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 控制系統基本原理
模糊洗衣機通過(guò)對衣質(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、水流強弱、洗滌劑用量以及脫水時(shí)間等。因此，系統的被控對象主要是洗滌時(shí)間、水流強弱、洗滌劑用量及脫水時(shí)間等，即輸出量。洗衣機中被控對象的運動(dòng)規律極其復雜，很難用數學(xué)語(yǔ)言的形式來(lái)表達。而模糊控制無(wú)需建立被控對象的數學(xué)模型，因此適用于洗衣機控制。模糊型洗衣機無(wú)需人為按鍵設置水位、水流方式、洗滌時(shí)間、清洗時(shí)間和脫水時(shí)間，用戶(hù)只需放進(jìn)待洗衣物，按下啟動(dòng)鍵，洗衣機便能自動(dòng)完成洗滌過(guò)程，實(shí)現了真正的“全自動(dòng)”。
模糊洗衣機要求控制系統能根據測得的衣質(zhì)、衣量情況，確定適當水位、水流強度、洗滌時(shí)間、洗滌劑用量，并根據骯臟度的變化合理地修正洗滌時(shí)間，以達到節水和節能的目的。

1)輸入量(分三級)
負載：偏大、中等、偏??；
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)
水流強度：特強、強、中等、弱、特弱；
洗滌時(shí)間：特長(cháng)、長(cháng)、中等、短、特短。
3．2 模糊推理
洗農機模糊控制系統的主要工作就是依據語(yǔ)言規則進(jìn)行模糊推理決策。因此，在進(jìn)行模糊規則推理之前，先要確定好語(yǔ)言控制規則(即知識庫)。語(yǔ)言控制規則是根據經(jīng)驗知識來(lái)確定的，并在實(shí)驗過(guò)程中不斷加以修正和完善。它相當于計算機程序設計語(yǔ)言的條件語(yǔ)句：“IF……THEN……”。
根據輸入量與輸出量的分級組合，對于水流強度和洗滌時(shí)間可以用以下27(=3×3×3)條模糊規則來(lái)表示。
規則一：如果負載偏小，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。
規則二：如果負載偏大，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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