第29卷第3期Vol.29No.3河南职技师院学报JournalofHenanVocation-TehcnicalTeachersCollege2001年9月Sep.2001全自动洗衣机模糊控制系统的
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
与实现孙平,张德升,杜志勇(河南机电高等专科学校,河南新乡453002纲领:将模糊控制技术应用于全自动洗衣机的控制,给出了以东芝单片机TMP87C840为核心的硬件框图和有关的软件编程思路。重点词:模糊控制;单片机;传感器;污浊度中图分类号:TP273+.4文件表记码:A文章编号采用模糊控制电路的全自动洗衣机是一种新式的多功能家用电器,它集微电脑技术、自动控制技术、传感技术、工业造型设计等技术于一体。这种洗衣机以人们洗衣操作的成熟经验作为模糊控制规则,采用先进的检测手段检测诸如水温、水位、衣质衣量、衣物的赃污情况等洗衣状态信息,应用模糊控制技术分析检测结果,以最正确的冲洗
方案
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,最大限度地模拟人工操作,自动地达成洗衣的全过程,达到理想的冲洗效果。与电脑程控型全自动洗衣机对照,模糊控制型洗衣机拥有很多优点:第一,它应用布质、布量的检测结果,经过模糊推理,自动确定洗衣水位和水流强度;其次,应用洗涤液污浊度检测结果,经过模糊推理法例,确定和修正冲洗时间与冲洗剂量;第三,具有自动断电、报警保护、故障检测显示等功能;最后,拥有外形雅观、功能强、操作使用方便等优点。本文重视介绍怎样将模糊控制技术应用于洗衣机的检测、控制及详细的实现方案。1模糊洗衣机的传感器设计在洗衣过程中起决定作用的物理量有布量、布质、水平易污浊度等四种,这些物理量都需要有适合的传感器来获守信息,并变换成单片机能接收的电信号。图1水位传感器测量电路1.1水位的检测水位检测的精度直接影响洗净度、水流强度、冲洗时间等参数。关于模糊控制的洗衣机,要求水位的检测必定是连续的,故常采用谐振式水位传感器。谐振式水位传感器是利用电磁谐振电路LC作为传感器的敏感元件,将被测物体的变化转变为LC参数的变化,最后以频次参数输出。其工作原理是:将水位的高低经过导管变换成一个测试内腔气体变化的压力,驱动内腔上方的一块隔阂搬动,带动隔阂中心的磁芯在某线圈内搬动,进而线圈电感发生变化。由此惹起谐振电路的固有频次随水位变化。水位测量电路如图1所示,为便于与单片机接口,水位传感器采用数字振荡电路,电感与电容组成的三点式振荡电路经C2耦合接入数字式谐振放大器A1,随着水位变化,谐振频次作相应变化,放大器在a点输出,经A2整形,由c点输出,此时即可将数字量接到单片机。1.2布质、布量的检测布质和布量的检测是在冲洗从前进行的。在水位一准时,不相同的布质和布量的产生的布阻抗不相同。布质和布量检测电路如图2所示。详细检测布质和布量时,第一注入必然的水位,尔后起动主电机旋转,接着断电让主电机以惯性连续运转直到停止。在主电机断电惯性旋转时间内,主电机处于发电状态,会产生感觉电动势收稿日期:2001205218.作者简介:孙平(19552,男,江苏徐州人,副教授。图2反电势法测量布质、布量电路输出。显然,随着布阻抗大小的不相同,主电机处于发电机状态的时间长短也不相同。因此,只需检测出主电机处于发电机状态的时间长短,就能够反过来推理出布阻抗的大小。主电机发电时间愈长,布阻抗就愈小;反之布阻抗就愈高。主电机发电时间可直接经过检测起动电容两头输出电势,并将此电势半波整流后,由光电间隔后放大整形为一矩形脉冲系列的脉冲数而定。脉冲个数反应布阻抗的大小,脉冲个数多,布阻抗小,反之亦然。图3污浊度红外光电检测电路1.3污浊度的检测污浊度综合反应了衣物的脏污程度、脏污性质和洗净程度。它是采用红外光电传感器,利用红外线在水中的透射率和时间的关系,通过模糊推理,获得检测结果。其检测电路如图3所示,红外发光二极管LED由恒流源供电,由单片机脉宽调制PWM信号控制LED发出调制红外光,穿过动向的冲洗液,抵达光电三极管VT,使VT的射级输出电压随冲洗液的污浊程度而线性变化。1.4水温的检测水温检测可用热敏电阻或MTS102半导体温度检测器。洗衣机水温一般为4~40℃,在该温度范围内MTS102线性好,温度敏感,水温检测常采用它。2模糊控制器的设计洗衣机的模糊控制关系是一个多输入、多输出的控制系统。输入变量为污浊度、布质、布量、水温。输出变量有冲洗剂量、冲洗时间、冲洗水流、水位、脱水时间、漂洗方式等。为了使控制收效好,设计简单,采用矛盾分析方法,详细控制策略为:①依照布质、布量确定水位低;②依照污浊度、布质、布量确定冲洗剂的投放量;③依照布质、布量和水温确定初始的冲洗时间和水流;④依照冲洗过程中的污浊度信息修正实质的冲洗时间的长短和漂洗次数的多少。硬件系统的设计模糊控制全自动滚筒洗衣机主要由单片机最小系统、检测电路、驱动电路、控制面板和电源电路等五部分组成。单片机最小系统主要以东芝企业单片机TMP87C840和EEPROM储藏器为核心,达成对检测电路、驱动电路、键盘及显示器阵列的控制;检测电路应用多种形式的传感器,实现了对电源电压检测、过零检测、温度检测、水位检测、布质布量检测、污浊度检测等;驱动电路由单片机的并行口输出经放大后的信号,控制洗衣机电机的速度和方向、水的温度以及进水阀、排水阀的通断;操作面板上设置了键盘、数码管、发光二极管,用以反应洗衣过程的准时状态及手冲洗程序。软件系统的设计全自动洗衣机模糊控制系统软件由主程序、中止服务程序和各样功能子程序三个层次组成。为了用户使用方便,主程序中既有模糊控制程序,也适用户依照实质需要设置的用户程序。主程序达成初始化、键查问办理、冲洗、漂洗、脱水等操作;中止服务程序主要由监控程序、断电保护程序、洗衣机自检程序、洗衣机状态显示程序、故障显示程序等;子程序主要由键盘扫描子程序、键盘办理子程序、显示子程序、布质布量检测子程序、温度控制子程序、进水子程序、冲洗子程序、漂洗子程序、脱水子程序、防皱子程序、时钟中止子程序等。(下转61页54第3期孙相同:全自动洗衣机模糊控制系统的设计与实现(1较专深的图书情报专业知识;(2精晓全球网络信息资源的鉴识,组织和服务,熟悉不相同网络系统和技术及其应用范围;(3熟悉不相同学科领域网络信息,并拥有利用它们的能力;(4操作计算机和网络设施的技术,便于存取、利用和加工网络信息;(5能够组织信息网络,包括编目、标引上网、熟悉掌握机读目录格式、MARC著录方法;(6熟悉网络上各样检索查问软件,能全文检索、数值检索、超文体检索、多媒体检索等,担当读者在网络上检索信息资源的指导工作;(7针对网络上信息资源数量大、种类多、组织分别纷乱无序且随机变化大等特点,能进行综合分析、研究和精选,为读者供应有序高速可进行传达的信息,使读者花较少的时间获得全面、正确、更新、更有价值的信息;(8拥有较高外语知识,能娴熟运用外语对外文文献进行选择,编译供读者运用的综合素质人才。3稳当办理读者建议图书馆是经过情况反应获得读者对图书馆的建议要求,来进一步改良服务手段、服务方式、服务层次的。很多图书馆在计算机终端上设有读者信箱,经常召开读者会谈会,向读者张开问卷检查等多种形式的检查活动,宽泛收集读者对图书馆书刊的种类、质量、服务项目等方面的建议,最后目的是为了提高服务质量,真实把“读者第一,服务至上”落到实处。但在来信中绝大部分读者的竟见是好的,重点是怎样对待少许读者提出的问题,甚至语言过激的建议,正是这些建讲和建议才推动图书馆工作的更快发展。因此,要正确对待读者的建议,在改良图书馆工作的同时,做好对读者的讲解工作,还要经过多种路子(如馆长信箱把图书馆的改良结果或办理建议反应给读者,以增强读者对图书馆的理解和相信。搞好图书馆的形象建设,不是馆长或某一位馆员的责任,而是需要全体馆员的共同努力,怎样在有限条件下,尽可能调换大家的主观能动性和自觉性,把建设一流的图书馆看作任务目标。这不只是当前图书馆的努力方向,更是未来图书馆的目标。只有搞好图书馆的形象建设,才能在未来信息竞争中立于不败之地,站在信息时代的潮头。参照文件:胡军.着力塑造高校图书馆的优秀形象[J].图书情报知识,1999(2:60261.[2]王立清.塑造高校图书馆的优秀形象[J].图书情报知识,1997(3:45247.[3]李春梅.谈高校图书馆员的师表形象[J].图书馆学刊,1999(1:50251.[4]刘侠,徐国杰.浅谈图书馆员的职业道德与职业形象[J].图书馆建设,1998(6:49250.(上接45页参照文件:韩启钢.计算机模糊控制技术与仪表装置[M].北京:中国计量初版社,1999.谢宋和.单片机模糊控制系统设计与应用实例[M].北京:电子工业初版社,1999.余永权.单片机模糊逻辑控制[M].北京:北京航空航天大学初版社,1995.TheDesignandRealizationoftheFuzzyControlSystemoftheAutomaticWashingMachineSUNPing,etal.(HenanMechanicalandElectricalEngineeringCollege,Xinxiang,Henan453002,ChinaAbstract:Anewmethodconcerningthefuzzycontroltechniquefortheautomaticwashingmachine,andthehardwareadoptingthesinglechipcomputerisrecommended,takingToshiba,asacoreandreferenceprogrammingidea.Keywards:fuzzycontrol,single2chipcomputer,sensor,turbidity16第3期刘龙等:浅谈图书馆的形象建设