基于单片机模糊推理的洗衣机控制系统设计

摘要：为了更好的模仿人工洗涤过程，提高洗衣机的洗涤质量，针对以单片机为核心的洗衣机控制系统，引入了模糊推理技术。首先阐述了模糊洗衣机的基本原理，完成了系统硬件设计；在软件方面，对检测到的水温及肮脏度、衣质、衣量等物理量进行模糊化处理，建立了洗涤规则库，通过模糊推理，实现对洗涤时间、水流强弱、洗涤剂用量以及脱水时间的自动控制，提高了洗衣机的自动控制和智能化程度。关键词：单片机；模糊推理；洗衣机；自动控制 模糊控制洗衣机是一种智能型的、真正全自动的洗衣机。它能自动识别衣质、衣量及肮脏程度，自动决定水量，自动投入适量的洗涤剂，从而全部自动地完成整个洗涤过程。洗涤程序是通过模糊推理来决定的，因此有极高的洗涤效能，不仅提高了洗衣机的全自动化程度，而且大大提高了洗衣质量。1 控制系统基本原理 模糊洗衣机通过对衣质、衣量、衣物肮脏度及初始水位高低情况等输入量，来决定洗涤时间、水流强弱、洗涤剂用量以及脱水时间等。因此，系统的被控对象主要是洗涤时间、水流强弱、洗涤剂用量及脱水时间等，即输出量。洗衣机中被控对象的运动规律极其复杂，很难用数学语言的形式来表达。而模糊控制无需建立被控对象的数学模型，因此适用于洗衣机控制。模糊型洗衣机无需人为按键设置水位、水流方式、洗涤时间、清洗时间和脱水时间，用户只需放进待洗衣物，按下启动键，洗衣机便能自动完成洗涤过程，实现了真正的“全自动”。 模糊洗衣机要求控制系统能根据测得的衣质、衣量情况，确定适当水位、水流强度、洗涤时间、洗涤剂用量，并根据肮脏度的变化合理地修正洗涤时间，以达到节水和节能的目的。

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1)输入量(分三级) 负载：偏大、中等、偏小； 衣质：棉织品偏多、棉和化纤各半、化纤织品偏多； 水温：偏高、中等、偏低。 2)输出量(分五级) 水流强度：特强、强、中等、弱、特弱； 洗涤时间：特长、长、中等、短、特短。3．2 模糊推理 洗农机模糊控制系统的主要工作就是依据语言规则进行模糊推理决策。因此，在进行模糊规则推理之前，先要确定好语言控制规则(即知识库)。语言控制规则是根据经验知识来确定的，并在实验过程中不断加以修正和完善。它相当于计算机程序设计语言的条件语句：“IF……THEN……”。 根据输入量与输出量的分级组合，对于水流强度和洗涤时间可以用以下27(=3×3×3)条模糊规则来表示。 规则一：如果负载偏小，衣质化纤织品偏多，且水温偏高；那么将水流特弱，洗涤时间特短。 规则二：如果负载偏大，衣质化纤织品偏多，且水温偏高；那么将水流中等，洗涤时间中等。 ……

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