模糊控制在电饭煲中的应用

摘要随着人们生活水平的提高，用微电脑控制的模糊电饭煲已经逐渐走入人们的日常生活。本课题从实际工程出发，对于模糊技术的电饭煲控制系统设计和应用进行了深入的研究。电饭煲是一种典型的模糊对象，其特性随着其装载物的量和种类的不同而大大不同，而煮饭功能则是电饭煲的主要功能，同时也是衡量电饭煲控制系统优劣的关键功能因此，本文在控制系统的软件设计方面重点研究了电饭煲的煮饭功能。准确地判断出米全是电饭煲能够实现最佳控制效果的重要保障。所以，本文着重讨论了在电饭煲煮饭过程中，如何利用模糊推理法进行米量的判断。首先通过大最的前期实验和测试，在具体了解米盆的大小给系统的状态带来的影响的基础上，选用合适的输入变最用“试错法”设计了一种二维的模糊推理机，并详细讨论了其推理过程。鉴于具体推理过程的复杂性，在实际计算过程中使用了MATLAB数学工具箱作为计算工具并给出了关键的计算步骤及最终结果.实验结果表明，这种米最判断方法是有效的。作者将此种米量判断方法应用到实际的电饭煲开发中，取得了良好的效果。本文实际设计和实现了一种模糊电饭煲控制器，在系统硬件方面，讨论了模糊电饭煲控制系统的硬件结构。电饭煲是一种典型的消费类家电产品，对其成本控制就显得格外重要，因此，本文重点研究了硬件设计过程中的低成本设计方法。在软件方面，研究了模糊电饭煲控制系统的软件控制流程并给出其流程图，同时重点介绍了根据推理结果设计的米量判断程序的流程，最后，本文针对模糊电饭煲设计和开发过程中参数调整的复杂性问题，提出了一种基于模糊电饭煲参数调整的专家系统。由于在参数调整的过程中同样是利用了煮饭专家的经验，而这些经验是有规律可循的，可以用思路清晰的程序语言表达。因此，用计算机程序代替开发工程师进行参数的调整在理论上是可行的.本文具体介绍了该专家系统的硬件结构框图、工作原理，以及已经设计完成的人机界面。关键词电饭煲:模糊推理;试错法;低成本设计;专家系统AbstractWiththelivingqualityimproved,themicro-computercontrolledelectricalcookersaregettingmoreandmorepopular.Forpracticaluses,thedesignandapplicationofaelectricalcookercontrolsystembasedonfuzzycontroltechnologyisstudied,whichaimsatamoreeffectivecontrolstrategy.Thispaperismainlyaboutthedesignofakindoftypicalfuzzyobject-electricalcooker,whosecharacteristicsnotonlyvarieswiththequantityofstuffinitbutalsovarieswithkindofstuffitis.Astheresulttoestimatetheamountofriceinroundiscrucialforcontrolstrategy.Thispaperdiscusseshowtojudgetheamountofriceinthecookeriftheelectricalcookeriscookingrice.Thedifferencesgeneratedbytheamountofricearefoundoutbylotsoftests.Twoappropriatevariablesareselectedastheinputsofthefuzzyreasoningmachinetojudgetheamountofriceandthemethod“tryanderror”isapplied.Detailsoftheproceduresofreasoningaredisplayed.MATLABisusedtocalculateandtheresult—fuzzyjudgingtableisgiven.Themethodisproventobeeffectiveandhasbeenputtousewithgoodresultsachieved.Thecontrollerofthesystemofthefuzzycontrolledelectricalcookerissetup.Boththehardwareandthesoftwarearedescribedinthepaper.Themainstructureofthehardwareisdescribedindetailandforeachparts,asortofpopularcircuitmoduleisshown.Forelectricalcookersareconsumptive,theemphasisoftheintroductionishowtoreducethecostofthehardware.Themainsoftwareflowchartisshowtoanalysishowthecookerworks.What’smore,procedureofgettingthequantityofricebyreasoningiscontrivedandthemainflowchartisshown.Withallofthesedone,thedesignofakingoffuzzycookerisstillsocomplicatedandhard,soanESisbroughtforwardinthelastchaptertousecomputersinsteadofengineerstodothe“tryanderror”thing.TheESisestablishedontheexperienceoftheskilledelectricalcookerengineers,whichiscomplicatedbutwell-regulatedandcouldbewrittenintoprograms.TheconfigurationofthehardwareisshownandtheGUIoftheESisgivenandtellshowtouseit.Algorithmtohandlewiththemethodof“tryanderror”isintroducedtooandtheflowchartisgiven.Keywords:electricalcooker;fuzzycontrol;tryanderror;low-costdesign;expertsystem1.1传统控制理论的局限性及模糊控制理论的产生.......................................................................81.1.1经典控制理论和现代控制理论的局限性........................................................................81.1.2人工控制的启示..............................................................................................................91.2模糊控制理论的发展..............................................................................................................111.2.1基本模糊控制................................................................................................................111.2.2自组织模糊控制............................................................................................................121.2.3模糊控制工程................................................................................................................131.3模糊控制的简单介绍................................................................................................................151.3.1模糊控制的研究对象.....................................................................................................161.3.2模糊控制的特点.............................................................................................................171.4模糊控制在家用电器中的应用.................................................................................................172.l模糊控制系统.............................................................................................................................192.1.1模糊控制系统的组成与特点.........................................................................................192.1.2模糊控制系统具有如下优点.........................................................................................213.1传统电饭煲的工作原理..............................................................................................................223.1.1电饭煲的煮饭过程........................................................................................................223.1.2、电饭煲的结构原理......................................................................................................244.1模糊电饭煲的基本结构.............................................................................................................284.1.1模糊电饭煲的基本结构........................................................................