直冷式电冰箱的模糊控制系统设计

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1、西北轻工业学院学报000113西北轻工业学院学报JOURNALOFNORTHWESTINSTITUTEOFLIGHTINDUSTRY2000　Vol.18　No.1　P.69-71直冷式电冰箱的模糊控制系统设计郭国法　张开生摘　要：通过对直冷式电冰箱制冷系统的改进和采用模糊控制技术，实现了电冰箱的双温双控，使电冰箱能根据使用条件的变化迅速合理地调节制冷量，且节能效果良好.关键词：电冰箱；模糊控制；温度控制；设计中图分类号：TP273∶TM925.21　　　文献标识码：A文章编号：1000-5811(2000)01-0069-03THEVAGUE-CONTROL

2、SYSTEMDESIGNOFREFRIGERATORGUOGuo-fa，ZHANGKai-shengAbstract:Byimprovingtherefrigeratingsystemofrefrigeratorandapplyingthevague-controltechnology,thegoalofdouble-temperature,double-controlhasbeenrealized;itmakespossiblefortherefrigeratortoregulatetheamountofcoldairinaspeedyandrational

3、way.Thus,powersavingisavailable.Keywords:refrigerator；temperaturecontrol；vague-control；design1　对电冰箱的控制要求　　目前市场销售的双门直冷式电冰箱，含有冷冻室和冷藏室，冷冻室通常用于冷冻的温度为-6～-18℃；冷藏室用于在相对冷冻室较高的温度下存放食品，要求有一定的保鲜作用，不能冻伤食品，室温一般为0～10℃.　　传统的电冰箱温度一般是由冷藏室控制，冷藏室、冷冻室的不同温度是通过调节蒸发器在两室的面积大小来实现的，温度调节完全依靠压缩机的开停来控制.但是冰箱内的温度

4、受诸多因素的影响，如放入冰箱物品初始温度的高低、存放品的散热特性及热容量、物品在冰箱的充满率、环境温度的高低、开门的频繁程度等.因此对这种受控参数及随机因素很多的温度控制，既难以建立一个标准的数学模型，也无法用传统的PID调节来实现.一台品质优良的电冰箱应该具有较高的温度控制精度，同时又有最优的节能效果，而为了达到这一设计要求采用模糊控制技术无疑是最佳的选择.2　电冰箱制冷系统的改进　　为了提高电冰箱的温度控制精度和实现节能效果，我们对传统的电冰箱制冷系统进万方数据file:///E

5、/qk/xbqgyxyxb/xbqg2000/0001/000113.htm

6、（第1／4页）2010-3-2310:58:04西北轻工业学院学报000113行了改进，设计了一套模糊控制器，实现了双温双控、自动化霜、故障报警、温度显示等功能，同时可根据不同的使用情况确定冷量的最佳分配，大大提高了直冷式电冰箱的制冷性能，并具有节能效果.改进后的电冰箱制冷系统流程图如图1所示.图1　电冰箱制冷系统流程图　　如图1所示，在冰箱原冷藏室蒸发器的两端并联了一只双稳态电磁阀1，在原冷冻室蒸发器前直通了一只双稳态电磁阀2，其工作原理如下:首先根据冷藏室和冷冻室的温度情况及温度设定值决定是否开压缩机.当冷藏室的温度及其变化率高于某一值时，压缩机开始运转，

7、此时阀1、阀2关闭，制冷剂经过冷凝器冷凝、毛细管节流降压后在蒸发器蒸发制冷；当冷藏室的温度符合要求时，阀1打开.由于制冷剂在冷藏室蒸发器中蒸发时膨胀所产生的阻力使得制冷剂开始分流，通过阀1进入冷冻室，使冷冻室的温度迅速降低；一旦冷冻室的温度达到要求后，压缩机停机，阀1关闭；当阀1打开时，制冷剂在冷冻室蒸发器中有可能气化不完全，剩余一些液体，储液罐的作用是对剩余液体进行回收，以免其直接流回到压缩机产生液击.阀2的作用是用于自动化霜，平时阀2关闭，当霜厚检测电路检测到化霜时，打开阀2，压缩机流出的高温高压气体直接进入冷冻室蒸发器，使其表面的霜迅速溶化；化霜一段时间

8、后，阀2关闭，冰箱恢复正常运行.3　电冰箱的模糊控制系统结构　　电冰箱的模糊控制系统结构如图2所示，主要由单片机、电源、检测电路、键盘、显示电路、报警电路等部分组成.万方数据file:///E

9、/qk/xbqgyxyxb/xbqg2000/0001/000113.htm（第2／4页）2010-3-2310:58:04西北轻工业学院学报000113图2　电冰箱模糊控制系统电路图　　该系统单片机采用MOTOROLA公司生产的高性能MC6805R6作为中央处理器，芯片内置A/D转换，有8路模拟量输入端口，为实现模糊控制程序的运行与信号的检测提供了强有力的保证.　　该

10、系统的输入部分主要用于输入电冰箱的内外