模煳控制在洗衣机中的应用

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1、模糊控制在洗衣机中的应用摘要：本论文首先介绍了洗衣机洗衣原理及洗净条件，详细分析了模糊控制器组成、结构及洗衣机模糊控制器的设计过程，最后利用Matlab软件Smulink仿真模块对所设计的洗衣机模糊控制器进行仿真测试。为了提高系统的控制效果，本文还分别对两个输出变量电机转速及其洗涤时间作了仿真测试。通过仿真结果的比较可以看出，本文设计的模糊控制器满足人们对洗衣机的要求。关键词：洗衣机模糊控制MATLAB仿真软件模糊控制技术是本世纪七十年代诞生的一门新型控制技术，基于它的特点及其优越性，它在各行各业中

2、得到了应用。随着模糊控制技术的应用的广泛开展，模糊控制技术在家用洗衣机的应用得到了普遍重视。所谓的全自动洗衣机就是能够实现洗涤，漂洗，烘干一体化的设备。其标准为能否自动进行衣量，脏污程度判断并确定洗衣时间和水流强度。随着洗衣机控制技术的不断发展以及人们对全自动洗衣机提出的更高要求，控制简单而且功能完善的全自动洗衣机就越来越受人们的欢迎，因此模糊控制在洗衣机中得到了广泛的应用。一：洗衣机洗涤原理8洗衣机的洗涤机理是由模拟人工手搓衣物的原理发展而来的。手工搓洗衣物时，对衣物的压力均匀，来回搓洗时间短，行

3、程短，速度慢，单位时间里作用次数少。搓动时洗涤液在衣物纤维中间快速穿来穿去，使洗衣液在和纤维间的摩擦力增大，衣物和搓板，衣物和手之间的摩擦力大小适宜，从而使衣物上的污垢清洗干净。洗衣机能把衣物洗干净，洗涤过程可以说是在化学力和机械力的共同作用下，对衣物上的污垢从纤维中剥落的过程，终结起来，洗衣过程可以概括为图1所示。图1洗衣过程从图1中我们可以看出洗衣的整个过程，洗涤前衣物和污垢是一个整体，在洗涤后衣物和污垢分成了两个部分。污垢从衣物中剥落下来，衣物被清洗干净。二：影响衣物洗净率的因素（1）洗衣时间

4、我们知道洗净衣物的主要因素之一是搓洗的时间，洗衣机洗净衣物时间的长短，取决于洗衣机的洗净率，不同形式的洗衣机洗净率也不同，以波轮式洗衣机为例，从时间上看洗净率以0～5min这段时间为最佳，5～10次之，超过15min后洗净率就不显著了，而且时间越长会造成衣物的破损。由此可见，用洗衣机洗净衣物，仅用延长时间的办法来提高洗净率，效果是不明显的。（2）洗涤水流8根据我们生活的经验影响衣物洗净的另一因素是洗涤时的搓揉力度。普通和半自动洗衣机大都没有弱，较弱，中，较强，强洗涤水流五档，能按照衣物的重量，不同脏

5、污程度进行选择。弱洗为轻柔洗涤，适宜洗涤污垢一般的薄质轻柔织物；较弱洗涤适宜于洗涤脏污一般较重的衣物；较强洗涤适合洗涤脏而厚的衣物；强洗适合于洗涤脏而毛毯之类的大件织物；介于它们之间的织物可选用中洗。三：模糊洗衣机控制结构模糊控制洗衣机控制结构是由洗涤缸，电动机，搅拌轮，给水阀，排水阀和各种传感器构成。它利用负载，水位，光电传感器以及电动机惯性响应等检测所得到的信息，进行分段评估计算，使其模糊化，再根据模糊规则进行推理，最后根据所激活的规则进行解模糊判决，以决定最适当的明确的水流，水位，洗涤时间，清

6、洗时间以及脱水时间。要对洗衣机进行控制，首先要用各种传感器不断地检测相关的状态，以作为控制的依据。这些都是模糊洗衣机实用化需要解决的重要相关工程问题。下面简单介绍在模糊控制洗衣机中所用的各种参数的检测原理和技术，在检测中要用到负载传感器，水位传感器，光电传感器等。（1）负载检测它主要用来检测所洗衣服的质量，负载检测可以用不同的方式来实现。最容易的方法是静态的压力传感器直接测量，但由于它不实用。目前多用动态的间接测量方法，它是通过检测电动机的负载来实现的，电动机的负载可用正常运转时的驱动电流来计量，也

7、可用电动机断电后的反电动势的大小及波形来计量。（2）污浊度检测8被洗衣物的污浊度检测是通过水的透光率检测间接实现的。水的透光率是用安装在排水管出口的光电传感器实现的。二极管和光敏管分别相对安装在管子的两边。其原理为：发光二极管发出的光经聚焦后，透过水被光敏管接收，接收的强度就反映了水的透明度。这是一种间接测量衣物污垢的方法，因为衣物脏的程度与洗涤水的污垢度相关。（3）水位检测水位检测是用一种水位传感器实现的。这种水位传感器是一根与洗涤缸体等高的空管，它与缸体构成一个连通器，空管的上端有一个用压力膜隔

8、开的差动电感器，当缸中水注入时，管内的空气被压缩使压力膜压力增大，继而推动与它联动的铁心移动，引起线圈电感量的变化。用此电感器构成的LC振荡器的频率就能反映水位的高低。这个传感器既可用于配合以上布料软硬度的检测，同时也可作为水位控制依据的检测装置。四：模糊控制技术的基本思想模糊逻辑理论是把语言概念的模糊性评价和判断的模糊性用模糊集合的手段进行数学处理。模糊控制技术是以模糊数学为基础发展起来的一种新的控制技术。模糊控制方式是一种非线性控制方式，对无法取得数学模型或无法获