plc实现洗衣机模糊控制算法

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1、第32卷第1期江西理工大学学报Vol.32,No.12011年2月JournalofJiangxiUniversityofScienceandTechnologyFeb.2011文章编号:1007-1229(2011)01-0038-05PLC实现洗衣机模糊控制算法李湘闽,方平进(江西理工大学机电工程学院,江西赣州341000)摘要:介绍基于PLC实现全自动洗衣机模糊控制.系统采用西门子S7300PLC作为控制核心,设计了模糊控制器,建立洗涤模糊控制算法,应用PLC程序实现算法实现实时模糊控制,提

2、高洗衣质量,节约能源.关键词:PLC;模糊控制;模糊推理;洗衣机中图分类号:TP273文献标识码:AThePLC-basedFuzzyControlAlgorithmtoWashingMachinesLIXiang-min,FANGPing-jin(FacultyofMechanicalandElectronicElegineering,JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou341000,China)Abstract:Itispresente

3、dinthearticlehowtorealizefullyautomaticfuzzycontroltowashingmachinesbasedonPLC.SiemensS7300PLCsystembeingthecontrollingcoreofthesystem,afuzzycontrollerisdesigned;afuzzycontrolalgorithmisestablished,andthePLCprogramisappliedtoachievingreal-timefuzzycon

4、trolalgorithmtoimprovethequalityoflaundryandreduceenergyconsumption.Keywords:PLC;fuzzycontrol;fuzzyreasoning;washingmachine0引言1全自动洗衣机洗涤模糊控制原理及算法随着控制系统规模的不断扩大,被控对象越来1.1全自动洗衣机模糊控制原理越复杂,传统的PLC控制系统已逐渐不能满足控制全自动洗衣机模糊控制原理,基于对被洗涤衣物要求.利用PLC实现模糊控制,是现代自动控制系的多少、衣

5、量、衣质以及衣物的脏污程度、脏污性质的统的发展趋势之一.单片机洗衣机控制系统硬件设判断,并根据判断来确定洗涤衣物的时间和方式,这计、编程相对复杂,隐含较高故障率,维修成本高.种智能的控制方式称作洗涤衣物模糊控制.全自动洗[2]采用PLC结合模糊控制,不仅能很好地解决单片机衣机的模糊控制输入量与输出量的对应关系如图1.[1]控制问题,同时提高洗衣机系统系统的可靠性.为简化说明PLC实现全自动洗衣机的模糊控制PLC模糊控制洗衣机系统,充分应用了模糊控制算原理,选择输入量与输出量分别是脏污程度ZW和洗法

6、与PLC相结合,不必建立精确的数学模型,控制涤时间XD.过程与人的思维方式一致,可以实现洗衣机的真正1.2模糊化算法全自动控制.由于输入量与输出量都是一个,那么模糊控制收稿日期:2010-09-16作者简介:李湘闽(1950-),男,教授.第32卷第1期李湘闽,等:PLC实现洗衣机模糊控制算法39衣质洗涤剂用量光电传感器模模反衣量洗涤时间糊模反电势传感器糊推糊脏污程度水位高低化理化水位传感器脏污性质水流强弱图1全自动洗衣机模糊控制输入量与输出量的对应关系框图器即为单变量模糊控制器.一维模糊控制器,

7、即单输要使洗衣机根据衣物的赃污程度而选择洗涤时入单输出模糊控制器.如图2所示:间,凭经验是旋转定时按钮.大体是:衣物“很清”,定时按钮转向“很短”的地方(ZLL);衣物“较清”,定时按钮转向“较短”的地方(ZL);模糊控制器REU衣物“中”,定时按钮转向“适中”的地方(Z0);衣物“较混”,定时按钮转向“较长”的地方(ZR);图2一维模糊控制器衣物“很混”,定时按钮转向“很长”的地方(ZRR).系统输入量E是“输入现值”(传感器实时测得脏污程度决定洗涤时间的长短,把脏污程度与的脏污程度ZW精确值)

8、与“标志值形参”(模糊子集洗涤时间近似看做一对因果量.凭经验在这里采用三隶属度为1对应的精确量值)之差,U为“控制输出”角形隶属函数,隶属度分别与脏污程度和洗涤时间(洗衣时间XD选择值).的关系如图3所示.度度属属隶隶02550751000255075100脏污程度/g洗涤时间/min图3隶属度与脏污程度和洗涤时间的关系1.3模糊推理算法如A则B是推理的大前提,即赃污程度(如“很模糊推理的任务是根据当前输入的不同隶属度清”等模糊子集)与控制输出(如“ZLL”等子集)间的的模糊子集,

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1、第32卷第1期江西理工大学学报Vol.32,No.12011年2月JournalofJiangxiUniversityofScienceandTechnologyFeb.2011文章编号:1007-1229(2011)01-0038-05PLC实现洗衣机模糊控制算法李湘闽,方平进(江西理工大学机电工程学院,江西赣州341000)摘要:介绍基于PLC实现全自动洗衣机模糊控制.系统采用西门子S7300PLC作为控制核心,设计了模糊控制器,建立洗涤模糊控制算法,应用PLC程序实现算法实现实时模糊控制,提

2、高洗衣质量,节约能源.关键词:PLC;模糊控制;模糊推理;洗衣机中图分类号:TP273文献标识码:AThePLC-basedFuzzyControlAlgorithmtoWashingMachinesLIXiang-min,FANGPing-jin(FacultyofMechanicalandElectronicElegineering,JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou341000,China)Abstract:Itispresente

3、dinthearticlehowtorealizefullyautomaticfuzzycontroltowashingmachinesbasedonPLC.SiemensS7300PLCsystembeingthecontrollingcoreofthesystem,afuzzycontrollerisdesigned;afuzzycontrolalgorithmisestablished,andthePLCprogramisappliedtoachievingreal-timefuzzycon

4、trolalgorithmtoimprovethequalityoflaundryandreduceenergyconsumption.Keywords:PLC;fuzzycontrol;fuzzyreasoning;washingmachine0引言1全自动洗衣机洗涤模糊控制原理及算法随着控制系统规模的不断扩大,被控对象越来1.1全自动洗衣机模糊控制原理越复杂,传统的PLC控制系统已逐渐不能满足控制全自动洗衣机模糊控制原理,基于对被洗涤衣物要求.利用PLC实现模糊控制,是现代自动控制系的多少、衣

5、量、衣质以及衣物的脏污程度、脏污性质的统的发展趋势之一.单片机洗衣机控制系统硬件设判断,并根据判断来确定洗涤衣物的时间和方式,这计、编程相对复杂,隐含较高故障率,维修成本高.种智能的控制方式称作洗涤衣物模糊控制.全自动洗[2]采用PLC结合模糊控制,不仅能很好地解决单片机衣机的模糊控制输入量与输出量的对应关系如图1.[1]控制问题,同时提高洗衣机系统系统的可靠性.为简化说明PLC实现全自动洗衣机的模糊控制PLC模糊控制洗衣机系统,充分应用了模糊控制算原理,选择输入量与输出量分别是脏污程度ZW和洗法

6、与PLC相结合,不必建立精确的数学模型,控制涤时间XD.过程与人的思维方式一致,可以实现洗衣机的真正1.2模糊化算法全自动控制.由于输入量与输出量都是一个,那么模糊控制收稿日期:2010-09-16作者简介:李湘闽(1950-),男,教授.第32卷第1期李湘闽,等:PLC实现洗衣机模糊控制算法39衣质洗涤剂用量光电传感器模模反衣量洗涤时间糊模反电势传感器糊推糊脏污程度水位高低化理化水位传感器脏污性质水流强弱图1全自动洗衣机模糊控制输入量与输出量的对应关系框图器即为单变量模糊控制器.一维模糊控制器,

7、即单输要使洗衣机根据衣物的赃污程度而选择洗涤时入单输出模糊控制器.如图2所示:间,凭经验是旋转定时按钮.大体是:衣物“很清”,定时按钮转向“很短”的地方(ZLL);衣物“较清”,定时按钮转向“较短”的地方(ZL);模糊控制器REU衣物“中”,定时按钮转向“适中”的地方(Z0);衣物“较混”,定时按钮转向“较长”的地方(ZR);图2一维模糊控制器衣物“很混”,定时按钮转向“很长”的地方(ZRR).系统输入量E是“输入现值”(传感器实时测得脏污程度决定洗涤时间的长短,把脏污程度与的脏污程度ZW精确值)

8、与“标志值形参”(模糊子集洗涤时间近似看做一对因果量.凭经验在这里采用三隶属度为1对应的精确量值)之差,U为“控制输出”角形隶属函数,隶属度分别与脏污程度和洗涤时间(洗衣时间XD选择值).的关系如图3所示.度度属属隶隶02550751000255075100脏污程度/g洗涤时间/min图3隶属度与脏污程度和洗涤时间的关系1.3模糊推理算法如A则B是推理的大前提,即赃污程度(如“很模糊推理的任务是根据当前输入的不同隶属度清”等模糊子集)与控制输出(如“ZLL”等子集)间的的模糊子集,

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