基于MATLAB的模糊控制洗衣机的设与仿真(谷风软件)

基于MATLAB的模糊控制洗衣机的设计与

仿真

卫瑶瑶,王胜红

（南京农业大学工学院，210031）

摘要：根据模糊控制的原理对传统洗衣机进行改造，设计了模糊控制系统。通过MA TLAB仿真，采用取最大隶属度法得到清晰化结果，所得结果与理论计算结果一致。

关键词：模糊控制；洗衣机；MA TLAB

Design and Simulation of Fuzzy Control

System of Washing Machine Based on

MATLAB

Wei yaoyao, Wang Shenghong

(College of Engineering，Nanjing Agricultural University，210031) Abstract: This paper designed a fuzzy control system for washing machine based on the theory of fuzzy control. This paper conducted the simulation of MATLAB, and took maximum membership degree method to get the results of clarity. Finally, it’s proved that the simulation results is the same with theory calculation.

Keywords: fuzzy control; washing machine; MATLAB

自动控制从最早的开环控制起步，然后是反馈控制、最优控制、随机控制，再到自适应控制、自学习控制、自组织控制，一直发展到自动控制的最新阶段——智能控制。智能控制的几个重要分支有：专家系统、模糊控制、神经网络控制等。作为人类思维外壳的自然语言，本身就带有模糊性，这是计算机所不能理解的。模糊控制是以模糊集合理论和模糊逻辑推理为基础，把专家用自然语言表述的知识和控制经验，通过模糊理论转换成数学函数，再用计算机进行处理。传统控制方法对一个系统进行控制时，首先要建立控制系统的数学模型，即描述系统内部物理量（或变量）之间关系的数学表达式，必须得知道系统模型的结构、阶次、参数等。然而在工程实践中人们发现，有些复杂的控制系统，虽然不能建立起数学模型，无法用传统控制方法进行控制，但是凭借丰富的实际操作经验，技术工人却能够通过相应操作得到满意的控制效果【1】。

模糊控制之所以被人们广泛接受，是因为其有以下优点：（1）模糊控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型；（2）模糊控制易于被操作人员接受；（3）便于用计算机软件实现；（4）鲁棒性和适应性好。

1 洗衣机模糊控制系统的原理

传统洗衣机从控制角度看，实际上是一台按事先设定好的参数进行顺序控制的机器，它不能根据情况和条件的变化来改变参数。而模糊逻辑控制的智能洗衣机，它能够完成除开启电源、放取衣物之外的全部功能，智能洗衣机的核心是单片机控制板，它具有检测和控制

功能。检测功能是指通过一系列传感器来检测衣量、衣质、脏污程度、脏污性质等指标; 控制功能是指根据所检测到的信息模糊控制系统自动来决定水流方式、洗涤剂投放量和洗涤时间等，并可动态地改变参数，以达到在洗干净衣服的情况下还要尽量不伤衣服、省水和省时。

模糊控制系统的组成核心是具有智能性的模糊控制器，在控制原理上它应用模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理知识，模拟人的模糊思维方法，对复杂过程进行控制。洗衣机模糊控制系统基本结构如图1 所示，模糊控制系统的主要部件是模糊化、模糊推理和决策(含知识库和规则库的形成)和清晰化【2】。

模糊化

模糊推理和

决策

清

晰

化

被控

对象

A/D转换器传感器

被控

参数图1模糊控制系统

图 1 中虚线部分为系统的模糊控制器，它是控制系统的核心。模糊控制器的确定量输入必须经过模糊化后，转换成一个模糊矢量才能用于模糊控制，具体可按模糊化等级进行模糊化；推理就是根据输入模糊量和知识库( 数据库、规则库) 完成模糊推理，并求解模糊关系方程，从而获得模糊控制量的功能部分，模糊控制规则也就是模糊决策，它是人们在控制生产过程中的经验总结; 通过模糊决策所得到的输出是模糊量，要进行控制必须经过清晰化将其转化成精确量。

1.1确定输入量

考虑智能型模糊洗衣机应能自动判断洗涤衣物，选择最佳洗涤程序完成洗衣过程，在设计模糊控制器时，主要考虑衣质( 指含棉量)、衣量、脏污程度( 指污泥含量) 及脏污性质( 指油脂含量) 这4个输入量。这4个输入量的模糊子集隶属函数可定义为：:衣质，论域的语言值定义为棉、棉纤、纤3种；衣量，论语的语言值定义为多、中多、中少、少4种；污泥含量，论语的语言值定义为很脏、一般脏、不太脏3种；油脂含量，论语的语言值定义为油性、中性和泥性3种【3】。

1.2模糊控制的输出量

模糊控制的输出是模糊推理的后件，对于全自动洗衣机模糊控制器而言，主要包括水位、洗涤时间、洗涤剂投放量和水流强度4个量。这4个输出量的模糊子集隶属函数可定义为：洗涤剂投放量。论域的语言值定义为很少、少、中、多和很多5种;洗涤时间。论域的语言值定义为很短、短、中、长、很长5种;水位高低。论域的语言值定义为很低、低、高、很高4种；水流强度，论域的语言值定义为弱、中和强4种。

1.3模糊控制规则

模糊控制器的规则库是基于专家知识和手动操作人员长期积累的经验，是按人的直觉推理的一种语言表示形式。通常有一系列的关系词连接而成，如IF-THEN,ELSE等。为了简明表示模糊规则，将上述模糊控制输出量用数字表示。例如：洗涤时间（很短、短、中、长、很长）=（1,2,3,4,5）。其余3个输出量表示与此类似。当输出量论域为3种时，则用3个数字表示。根据专家的经验并结合衣物的实际洗涤情况，可得到如表1所示的模糊控制规则。

衣物很脏一般脏不太脏衣质衣量油污泥污油污泥污油污泥污多4553 4553 4353 4353 4343 4343 棉中多3553 3453 3342 3332 3232 3232 中少2453 2342 2342 2342 2232 2122

少1342 1232 1232 1222 1111 1111

多4553 4453 4353 4343 4342 4242

棉纤中多3553 3453 3442 3342 3232 3232 中少2442 2342 2332 2232 2221 2111

少1332 1232 1221 1221 1111 1111

多4553 4553 4442 4342 4332 4232 纤中多3552 3443 3432 3332 3232 3222 中少2442 2332 2332 2222 2211 2111

少1331 1231 1221 1221 1111 1111

表1 模糊控制规则

表1中每一项有4位数字，从左到右依次代表水位、洗涤剂投放量、冼涤时间、水流方式4 个输出变量，每位数的取值代表相应的输出所取的模糊子集。

2MATLAB仿真

本文中以输入量为泥污和油脂，输出量为洗涤时间(其他输入、输出量控制与此类似)为例说明模糊控制如何在洗衣机中应用。

2.1确定模糊控制器的模糊分布

洗衣机利用分光光度计传感器，通过检测洗涤液的透明程度等方法，测出洗涤液中的污泥含量x∈ [0,lOO]％和油脂含量y∈[0,100]％。模糊控制器则根据z和Y的数据，选定洗涤时间t∈[0,60](分钟)。因为只考虑洗涤时间，可以用双输入——单输出模糊控制器完成任务,如图2所示。

图2 双输入单输出FIS 表格

2.2 定义输入、输出量的模糊分布

为了简便，所有模糊子集都选取三角形隶属函数。

（1）选定三个模糊子集：污泥少(SD)、污泥中(MD)和污泥多(LD)，用于涵盖输入量z 的论域[0,100]，它们的隶属函数如下，其分布如图3所示。 ()(50)/50SD x x =- 050x ≤≤ /50

()(100)/50

x MD x x ?=?

-? 05050100x x ≤≤<≤

()(50)/50LD x x =- 50100x <≤

（2）选定三个模糊子集：油脂少（NG ）、油脂中（MG ）和油脂多（LG ），用于涵盖输

入量y 的论域[0,100]，它们的隶属函数如下，其分布如图4所示。

()(50)/50NG y y =- 050y ≤≤ /50

()(100)/50

y MG y y ?=?

-? 05050100y y ≤≤<≤ ()(50)/50LG y y =- 50100y <≤

洗衣机模糊控制

工业洗衣机模糊控制系统技术策略及实现 摘要]介绍了模糊控制这一被称为“21世纪的核心技术”的研究背景;提出了工业洗衣机模糊控制系统开 发的技术策略和设计框架;综述了模糊控制知识库的建立和模糊控制器的设计以及系统的硬件设计和软件 设计. [关键词]工业洗衣机;模糊控制;模块化设计;多任务编程 1 研究的背景和意义 模糊数学和模糊控制的概念是加利福尼亚大学 教授扎德(L A Zadeb)在他的《Fuzzy Sets》、《Algo- rithm》和《A Rationale For Fuzzy Control》等论著 中首先提出[1].1974年英国伦敦大学教授E H Manidani首先应用模糊控制逻辑研制成功模糊控 制器.1979年,英国I J Procyk和E H Manidani研 制成功自组织模糊控制器,标志着模糊控制器“智能 化”程度的进一步提高.1984年年底国际模糊系统 学会成立.模糊控制理论从提出至今虽然只有20 多年,但是无论在模糊理论的算法、模糊推理决策、 工业控制应用、模糊系统集成,以及自学习、自适应 和工程应用方面都取得了长足的进步[2]. 模糊控制是智能控制领域的重要发展方向,模 糊控制技术被称为“21世纪的核心技术”.模糊控制 技术进入商品化,使产品的自动化和智能化水平不 断提高. 工业洗衣机广泛应用于宾馆、饭店、医院、部队、 学校、车站、客运码头等洗涤衣物量大的场所,由于 洗涤容量大、洗涤效率高以及洗净度高等特点,赢得 了越来越大的市场. 对工业洗衣机模糊控制系统的研制与开发,旨 在进一步提高其自动化、智能化程度,将给工业洗衣 机以更强大的生命力.系统的研制开发是以XGQ- 25型全自动洗涤脱水机为原型机,实现洗涤过程的 模糊控制.原型机是程序控制洗涤脱水机,用户根 据不同洗涤物的布质、布量、脏污状况凭经验选择多 个功能键,决策因人而异,洗涤效果自然有差别.采 用模糊控制技术的全自动洗涤脱水机,用电脑全部 或部分代替人脑进行洗涤过程的决策,由计算机进 行模糊判断、推理和决策,并自动生成优化的洗涤方 案,使整个洗涤过程在无需人工干预的情况下自动 完成,而且可以节水、节电、省时、省心.经文献检索 确认,迄今,模糊控制工业洗衣机研制在国内外尚属 空白.因此,笔者的研制成果不仅具有重大的科学 意义,而且可以增强国产工业洗衣机的国内外市场 竞争力.

模糊控制系统及其MATLAB实现

1. 模糊控制的相关理论和概念 1.1 模糊控制的发展 模糊控制理论是在美国加州伯克利大学的L.A.Zadeh 教授于1965 年建立的模糊集合论的数学基础上发展起来的。之后的几年间Zadeh 又提出了模糊算法、模糊决策、模糊排序、语言变量和模糊IF-THEN 规则等理论，为模糊理论的发展奠定了基础。 1975年，Mamdani 和Assilian 创立了模糊控制器的基本框架，并用于控制蒸汽机。 1978年，Holmblad 和Ostergaard 为整个工业过程开发出了第一个模糊控制器——模糊水泥窑控制器。 20世纪80年代，模糊控制开始在工业中得到比较广泛的应用，日本仙台地铁模糊控制系统的成功应用引起了模糊领域的一场巨变。到20世纪90年代初，市场上已经出现了大量的模糊消费产品。 近30 年来, 因其不依赖于控制对象的数学模型、鲁棒性好、简单实用等优点, 模糊控制已广泛地应用到图像识别、语言处理、自动控制、故障诊断、信息检索、地震研究、环境预测、楼宇自动化等学科和领域, 并且渗透到社会科学和自然科学许多分支中去, 在理论和实际运用上都取得了引人注目的成果。 1.2模糊控制的一些相关概念 用隶属度法来定义论域U 中的集合A ，引入了集合A 的0-1隶属度函数，用()A x μ表示，它满足： 1 ()0A x μ?=?? x A x A ∈? 用0-1之间的数来表示x 属于集合A 的程度，集合A 等价与它的隶属度函数()A x μ 模糊系统是一种基于知识或基于规则的系统。它的核心就是由所谓的 IF-THEN 规则所组成的知识库。一个模糊的IF-THEN 规则就是一个用连续隶属度函数对所描述的某些句子所做的IF-THEN 形式的陈述。例如: 如果一辆汽车的速度快，则施加给油门的力较小。 这里的“快”和“较小”分别用隶属度函数加以描述。模糊系统就是通过组合IF-THEN 规则构成的。 构造一个模糊系统的出发点就是要得到一组来自于专家或基于该领域知识的模糊IF-THEN 规则，然后将这些规则组合到单一系统中。不同的模糊系统可采用不用的组合原则。 用隶属度函数表征一个模糊描述后，实质上就将模糊描述的模糊消除了。 模糊控制系统设计的关键在于模糊控制器的设计。模糊控制器的设计主要有三个部分: (1) 输入量的模糊化 所谓模糊化(Fuzzification) 就是先将某个输入测量量的测量值作标准化处理,把该输入测量量的变化范围映射到相应论域中,再将论域中的各输入数据以相应

全自动洗衣机模糊控制器设计说明

全自动洗衣机模糊控制器设计 1 简介 洗衣机自问世以来，经过一个多世纪的发展，现正呈现出全自动、多功能、大容量、高智能、省时节能的发展趋势。近年来，电子技术、控制技术、信息技术的不断完善、成熟，为上述发展趋势提供了坚强的技术保障。美国教授查徳（L.A.Zandeh）在1965年首先提出模糊集合的概念，由此打开了模糊数学及其应用的大门。1974年英国教授马丹尼（E.H.Mamdani）首先将模糊集合理论应用于加热器的控制，创造了模糊控制的基本框架。1980年，Sugeno开创了日本的首次模糊控制应用于一家富士电子水净化厂。1983年他又开始研究模糊机器人。随着模糊控制技术的不断发展，模糊控制逐渐被应用到日用家电产品的控制，例如电饭锅﹑照相机﹑吸尘器﹑洗衣机等。模糊控制全自动滚筒洗衣干衣机是通过模糊推理找出最佳洗涤烘干方案，以优化洗涤烘干时间、洗净程度、烘干效果，最终达到提高效率，简化操作，节水节电省时的效果。 2 模糊洗衣机的基本原理 洗衣机的自动控制系统为一多输入多输出系统,输入量为衣质、衣量、脏污程度(即水的浑浊度)、脏污性质(浑浊度变化率);输出量为洗涤剂量、水位、水流、脱水时间、洗涤时间、漂洗方式等。从洗衣机的运行过程可以看出,洗涤剂量、水位、水流、脱水时间都可以通过输入量推理求得,而洗涤时间与漂洗方式为实时控制量,影响其主要因素是被洗物品的脏污程度,这两个量可以用水的浑浊度和浑浊度变化率来表示,油性脏污的浑浊度变化率小,泥性脏污的浑浊度变化率大。实际分析证明:输入与输出之间很难用一定的数学模型来描述,系统的具体条件具有较大的不确定性,其控制过程在很大程度上依赖于操作者的经验,用常规的控制方法难以达到理想的效果。而采用模糊控制技术就能很容易解决问题。因而采用了模糊控制器设计全自动洗衣机。在洗涤衣物的过程中,衣物的多少、面料的软硬、衣物的脏污程度等都是模糊量,所以必须经过大量的实验,总结出人为的洗涤方式,从而形成模糊控制规则。再根据检测系统检测到的信息,判断出衣物多少、面料软硬、脏污程度、脏污性质等,计算出控制量,从而完成注水量、洗涤时间、水流强弱、洗涤方式、脱水时间、排水等一列的设置。根据上述分析和模糊控制技术的基本原理,可以确定洗衣机的模糊控制框如图。

人工智能-模糊控制全自动洗衣机 -

模糊控制全自动洗衣机 1.模糊控制简介 模糊控制是一种非线性的控制方法,主要针对那些无法取得数学模型或数学模型相当粗糙的系。首先要对被控对象按照人们的经验总结出模糊规则,采用模糊量,借助单片机对这些信息按照模糊规则转换为控制量,来完成自动控制。2.应用前景 近年来,模糊控制在家用电器控制中得到较广泛的应用,采用模糊控制的洗衣机,可具有自动识别衣质、衣量、脏污程度、脏污性质、自动决定水量、自动投入恰当的洗涤剂等功能,不仅实现了洗衣机的全面自动化,也大大提高了洗衣的质量。 3.基本原理 洗衣机的自动控制系统为一多输入多输出系统,输入量为衣质、衣量、脏污程度(即水的浑浊度)、脏污性质(浑浊度变化率);输出量为洗涤剂量、水位、水流、脱水时间、洗涤时间、漂洗方式等。从洗衣机的运行过程可以看出,洗涤剂量、水位、水流、脱水时间都可以通过输入量推理求得,而洗涤时间与漂洗方式为实时控制量,影响其主要因素是被洗物品的脏污程度,这两个量可以用水的浑浊度和浑浊度变化率来表示,油性脏污的浑浊度变化率小,泥性脏污的浑浊度变化率大。 4.模糊洗衣机的模糊推理 在模糊洗衣机中，浑浊度，布质，布量等都是通过对现行状态的检测，在通过模糊推理得出的．在模糊推理中，需要考虑推理的前件和后件，也就是推理的输入条件和输出结果．在模糊洗衣机中，主要是考虑布质，布量，水温和肮脏程度着几个条件，而从这些条件求取水位，洗涤时间和水流，漂洗方式和脱水时

间等．故而，模糊洗衣机的推理如图2所示。 图2模糊洗衣机的模糊推理 在模糊洗衣机中,布质和布量是无法通过物理传感器测出的;所以,它们的求取都是采用间接的方法.布质，布量和洗涤的过程有很大的关系.从一般人们的经验知道,布质是绵质,则洗涤会困难一些;布质如果是化学纤维,则困难会小一些.布量多一些,则洗涤过程要长一些,反之短一些.所以,除了肮脏度之外,模糊推理还考虑布质和布量. 从图2中可以看出,模糊洗衣机是一个多输入多输出的模糊推理和控制系统.在实际中,模糊推理的前件和后件之间的相关关系对于不同的因素而有所不同. 例如，肮脏程度和水温可以确定洗涤剂投放的量剂和洗涤时间，而布量、布质等可以确定水位和水流、脱水时间等。因此，在推理中把有关前件和后件进行处理。这种处理分成主要因素推理和顺序因素推理两种。通过这两种推理处理，不但使推理变得较为简单，而且可以在众多因素中清晰的区别出连锁关系的因素。 考虑到洗衣过程中的两种情况，一种是静态的，即洗涤剂浓度；另一种是动态的，即洗衣水流及时间。故而推理分两大部分，这也就是洗涤剂浓度推理和洗衣推理。 在洗涤剂浓度推理中，其规则如下：如果浑浊度高，则洗涤剂投入量大；如

实验一--模糊控制器的MATLAB仿真

实验一 模糊控制器的MATLAB 仿真 一、实验目的 本实验要求利用MATLAB/SIMULINK 与FUZZYTOOLBOX 对给定的二阶动态系统，确定模糊控制器的结构，输入和输出语言变量、语言值及隶属函数，模糊控制规则；比较其与常规控制器的控制效果；研究改变模糊控制器参数时，系统响应的变化情况；掌握用 MATLAB 实现模糊控制系统仿真的方法。 实验时数：3学时。 二、实验设备：计算机系统、Matlab 仿真软件 三、实验原理 模糊控制器它包含有模糊化接口、规则库、模糊推理、清晰化接口等部分，输人变量是过程实测变量与系统设定值之差值。输出变量是系统的实时控制修正变量。模糊控制的核心部分是包含语言规则的规则库和模糊推理。模糊推理就是一种模糊变换，它将输入变量模糊集变换为输出变量的模糊集，实现论域的转换。工程上为了便于微机实现，通常采用“或”运算处理这种较为简单的推理方法。Mamdani 推理方法是一种广泛采用的方法。它包含三个过程：隶属度聚集、规则激活和输出总合。模糊控制器的体系结构如图1所示。 图1 模糊控制器的体系结构 四、实验步骤 （1）对循环流化床锅炉床温，对象模型为 ()()1140130120 ++s s 采用simulink 图库，实现常规PID 和模糊自整定PID 。 （2）确定模糊语言变量及其论域：模糊自整定PID 为2输入3输出的模糊控制器。该模糊控制器是以|e|和|ec|为输入语言变量，Kp 、Ki 、Kd 为输出语言变量，其各语言变量的论域如下：

误差绝对值：e={0，3，6，10}； 误差变化率绝对值：ec={0，2，4，6}； 输出Kp：Up={0，0.5，1.0，1.5}； 输出Ki：Ui={0，0.002，0.004，0.006}； 输出Kd：Ud={0，3，6，9}。 （3）语言变量值域的选取：输入语言变量|e|和|ec|的值域取值“大”(B)、“中”(M)、“小”(s)和“零”(Z) 4种；输出语言变量Kp、Ki、Kd的值域取值为“很大”(VB)、“大”(B)、“中”(M)、“小”(s) 4种。 （4）规则的制定：根据PID参数整定原则及运行经验，可列出输出变量Kp、Ki、Kd 的控制规则表。 （5）推理方法的确定 隐含采用“mamdani”方法：max-min； 推理方法，即“min”方法； 去模糊方法：面积中心法； 选择隶属函数的形式：三角型。

简易模糊控制器设计及MATLAB仿真

简易模糊控制器的设计及仿真 摘要：模糊控制（Fuzzy Control ）是以模糊集理论、模糊语言和模糊逻辑推理为基础的一种控制方法，它从行为上模仿人的模糊推理和决策过程。本文利用MATLAB/SIMULINK 与FUZZY TOOLBOX 对给定的二阶动态系统，确定模糊控制器的结构，输入和输出语言变量、语言值及隶属函数，模糊控制规则，比较其与常规控制器的控制效果，用MATLAB 实现模糊控制的仿真。 关键词：模糊控制 参数整定 MATLAB 仿真 二阶动态系统模型： ()()1140130120 ++s s 采用simulink 图库，实现常规PID 和模糊自整定PID 。 一．确定模糊控制器结构 模糊自整定PID 为2输入3输出的模糊控制器。在MATLAB 的命令窗口中键入fuzzy 即可打开FIS 编辑器，其界面如下图所示。此时编辑器里面还没有FIS 系统，其文件名为Untitled ，且被默认为Mandani 型系统。默认的有一个输入，一个输出，还有中间的规则处理器。在FIS 编辑器界面上需要做一下几步工作。 首先，模糊自整定PID 为2输入3输出的模糊控制器，因此需要增加一个输入两个输出，进行的操作为：选择Edit 菜单下的Add Variable/Input 菜单项。

如下图。 其次，给输入输出变量命名。单击各个输入和输出框，在Current Variable 选项区域的Name文本框中修改变量名。如下图 最后，保存系统。单击File菜单，选择Export下的To Disk项。这里将创建的系统命名为PID_auot.fi。 二．定义输入、输出模糊集及隶属函数

洗衣机模糊控制matlab仿真

洗衣机模糊控制仿真1.模糊控制背景 1980年，Sugeno开创了日本的首次模糊应用——控制一家富士电子水净化厂。1983年他又开始研究模糊机器人。 随着模糊控制技术的不断发展，模糊控制逐渐被应用到日用家电产品的控制，例如电饭锅﹑照相机﹑吸尘器﹑洗衣机等。 2.仿真目的 本次仿真的主要目的是设计一个比较合理的洗衣机模糊控制器，它能够根据被洗涤衣物的污泥多少和油脂多少，综合得到洗涤时间，从而达到最佳的洗涤效果。 3.仿真方法 本次仿真借助matlab中集成的模糊控制工具箱，使用图形界面进行模糊控制器的设计。最后随意给定几组输入，得到输出并作出简单分析。 4.模糊控制器的设计 模糊控制器理论设计方法 ①选择合适的模糊控制器类型； ②确定输入输出变量的实际论域； ③确定e,e ?,u ?的模糊集个数及各模糊集的隶属度函数； ④输出隶属度函数选为单点，可使解模糊简单； ⑤设计模糊控制规则集； ⑥选择模糊推理方法； ⑦解模糊方法。 实际设计过程 ①模糊控制器类型：选用两输入单输出模糊控制器，控制器输入为衣物的污泥和油脂，输出为洗涤时间。 ②确定输入输出变量的实际论域：输入为Mud(污泥)和Grease（油脂），设置Range=[0

100]（输入变化范围为[0,100]）；输出为Time(洗涤时间)，Range=[0 60]（输出变化范围为[0,60]）。 对应matlab 中模糊控制模块： ③确定模糊集个数及各模糊集的隶属度函数：将污泥分为3个模糊集：SD （污泥少）MD （污泥中）LD(污泥多)；将油脂分为三个模糊集：NG （油脂少）MG （油脂中）LG （油脂多）；将洗涤时间非为5个模糊集：VS （很短）S （短）M （中等）L （长）VL （很长）。 输入﹑输出隶属度函数都定为三角形隶属函数。结合④输出隶属度函数选为单点，可使解模糊简单；定义污泥隶属函数如下 50)50()(x x SD -=μ 0≤x ≤50 50x 0≤x ≤50 50)100(x - 50＜x ≤100 50)50()(-=x x LD μ 50＜x ≤100 对应matlab 中隶属度函数仿真图如下： 由隶属函数设置污泥的3个模糊集参数为 [Input1] Name='Mud' NumMFs=3 MF1='SD':'trimf',[-50 0 50] MF2='MD':'trimf',[0 50 100] MF3='LD':'trimf',[50 100 150] 定义油脂隶属函数如下： 50)50()(y x SG -=μ 0≤y ≤50 50y 0≤y ≤50 50)100(y - 50＜y ≤100 50)50()(-=y x LG μ 50＜y ≤100 对应matlab 中隶属度函数仿真图如下： 由隶属函数设置油脂3个模糊集参数为 [Input2] Name='Grease' NumMFs=3 MF1='SG':'trimf',[-50 0 50] MF2='MG':'trimf',[0 50 100] MF3='LG':'trimf',[50 100 150] 定义输出时间隶属函数如下： μ VS (Z)=(10-Z)/10 0≤Z ≤10

单片机的全自动洗衣机的设计方案(全面)

基于8051单片机的全自动洗衣机的设 计

基于8051单片机的全自动洗衣机的设计 【摘要】：本文介绍模糊控制在全自动洗衣机中的应用，包括模糊全自动洗衣机的模糊推理、物理量检测以及它的洗衣过程和控制电路。其中控制电路是以宏晶科技生产的高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051系列的STC12C5A60S2单片机为控制电路核心，其主要由电源电路、状态检测电路、显示电路和输出控制电路组成，分别介绍了各控制电路的工作原理和控制元件的组成，在教案设计训练方面具有较好的实用价值。 【关键词】：模糊控制单片机传感器全自动洗衣机 一、前言 模糊控制是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种智能控制方法，它从行为上模仿人的模糊推理和决策过程。该方法首先将操作人员或专家经验编成模糊规则，然后将来自传感器的实时信号模糊化，将模糊化的信号作为模糊规则的输入，完成模糊推理，将推理后的输出量加到执行器上。模糊控制的基本原理如图一所示，它的核心部分是模糊控制器，模糊控制器的模糊规律由计算机的程序实现的。与传统控制理论相比，模糊控制有两大不可比拟的优点：第一模糊控制在许多应用中可以有效且便捷地实现人的控制策略和经验；第二，模糊控制可以不需要被控对象的数学模型即可实现较好的控制，这是因为被控对象的动态特性已隐 含在模糊控制器输入、输出模糊集及模糊规则中。模糊控制原理框图如图一所示。

图一模糊控制原理框图 从传统控制角度看，传统全自动洗衣机实际上是一台按事先设定好的参数进行顺序控制的机器。从这个意义上说，其“全自动”并不具有任何功能，它不能根据情况和条件的变化来改变参数；而模糊逻辑控制的全自动洗衣机向真正的智能化的全自动迈进了一大步，它的目标则是要求根据所洗衣服的数量、种类和脏的程度来决定水的多少、水流的强度和洗衣的时间，并可以动态的改变参数，以达到在洗干净衣服的情况下还要尽量不伤衣服、省电、省水、省时的目的；另外，要求操作简单，任何人都可以轻松地使用，且能够把工作情况和过程显示出来。 二．模糊洗衣机的物理量检测 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。下面介绍在模糊控制洗衣机中所用各种参数的检测原理和技术，在检测中要用到光电传感器、布量传感器、水温和水位传感器等。 1.衣物污染量和污染性质检测 衣物的肮脏量、肮脏性质和洗净程度等都需要检测，以便进行工作过程的整定和控制，污染量和污染性质的检测是采用红外光传感器完成的。利用红外线在水中的透光和时间的关系，通过模糊推理，以得出检测结果，而这个结果就可以用于控制推理。由于直接检测衣物的污染状况是困难的，因此模糊洗衣机是通过检测洗涤液污染程度，而间接检测出衣物的污染量和污染性质，因此洗涤液的浑浊程度与衣物污染情况密切相关。光传感器由相对设于排水阀两旁的红外发光二极管和光敏晶体管构成的。发光二极管透过洗涤液向光敏晶体二极管发光，由光敏晶体管转换成电压，再由微电脑读取该数值，由此测出洗涤液的污染状况。浑浊度检测器构造如图二所示。

基于模糊控制智能洗衣机

-- １课题背景及意义 现代洗衣机是利用电能产生机械作用来洗涤衣物的清洁电器。洗衣机主要由箱体、洗涤脱水桶、传动和控制系统等组成,有的还装有加热装置。洗衣机一般专指使用水作为主要的清洗液体,有别于使用特制清洁溶液及通常由专人负责的干洗。洗衣机的出现,将人们从诸如手搓、棒打等重复而又令人疲劳的简单劳动中解放出来，提高了清洗衣物的工作效率,继而提高了人们的生活质量。随着科学技术的不断进步，人们对洗衣机的制造水平和性能指标也日益提升,基于模糊控制的智能洗衣机便是顺应时代发展的科技产物之一。 回顾洗衣机的发展史,１8５8年,一个叫汉密尔顿·史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机,标志着用机器洗衣的开端。次年在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机。18７４年,“手洗时代”受到了前所未有的挑战,美国人比尔·布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。1８80年,美国又出现了蒸气洗衣机,蒸气动力开始取代人力。蒸汽洗衣机之后,水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。1910年，美国的费希尔在芝加哥试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。１９２２年,美国玛塔依格公司改造了洗衣机的洗涤结构,把拖动式改为搅拌式，使洗衣机的结构固定下来，这也就是第一台搅拌式洗衣机的诞生。1９32年,美国本德克斯航空公司宣布,他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。第一台自动洗衣机于1９３7年问世。这是一种"前置"式自动洗衣机。195５年,日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。60年代的日本出现了带干桶的双桶洗衣机，人们称之为“半自动型洗衣机”。70年代,生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，以电脑（实际上微处理器）控制的全自动洗衣机在日本问世,开创了洗衣机发展史的新阶段。 197４年英国学者Ｅ.Ｈ.Mamdａni首次把模糊集合理论成功地应用在锅炉和蒸汽机的控制之中，在自动控制领域中首开模糊控制在实际工程上应用之先河[1］。到了80年代，以模糊控制和神经网络为代表的智能控制技术广泛地运用到洗衣机的制造过程中。90年代初，模糊家电风靡日本,给日本企业带来了巨大的商业利润，同时也推动欧美和其它国家,进一步促进了模糊技术的发展[2]。上个世纪80年代末期到90年代中期先后提出了模糊近似推理、模糊自适应控制、模糊神经元网络和模糊自适应推理系统等。给模糊技术的应用注入了新的活力， --

基于MATLAB的洗衣机模糊控制设计

基于MATLAB的洗衣机模糊控制设计

基于MATLAB的洗衣机模糊控制设计 摘要：模糊洗衣机是一种智能型的洗衣机，它和传统的洗衣机相比，是一种全新的家用电器。传统的全自动化洗衣机有两种，一种是机械控制式，一种是单片机控制式。无论采用什么方式，它们都需要进行人为的洗涤程序选择，衣质和衣量选择，然后才能投入工作。在本质上讲，这种洗衣机还称不上是全自动的，最多只能称为半自动的。 用单片机控制的模糊洗衣机和传统的洗衣机有很大的区别，它能自动化识别衣质、衣量、自动识别肮脏程度、自动化决定水量、自动投入恰当的洗涤剂，从而全部自动地完成整个洗染过程。由于洗涤程序是经过模糊推理而决定的，有着极高的洗涤效能，从而不但大大提高洗衣机的全自动化程度，也大大提高了洗衣的质量。 用单片机控制的模糊洗衣机能够说是真正的全自动洗衣机。在整个控制过程中，单片机和模糊控制软件起了决定作用。 关键词：洗衣机、智能型、模糊控制、自动化

1 课题背景及意义 洗衣机自问世以来，经过一个多世纪的发展，现正呈现出全自动、多功能、大容量、高智能、省时节能的发展趋势。近年来，电子技术、控制技术、信息技术的不断完善、成熟，为上述发展趋势提供了坚强的技术保障。L·A·Zadeh教授最早提出了模糊集合理论，由此产生了模糊控制技术，其突出的优点是：不需要对被控对象建立精确的数学模型。对于复杂的、非线性的、大滞后的、时变的系统来说，建立数学模型是非常困难的。全自动滚筒洗衣干衣机的自动化、智能化控制正是一种难以建立精确数学模型的控制问题，采用模糊控制技术，能够很方便的控制洗衣干衣过程。模糊控制全自动滚筒洗衣干衣机是经过模糊推理找出最佳洗涤烘干方案，以优化洗涤烘干时间、洗净程度、烘干效果，最终达到提高效率，简化操作，节水节电省时的效果。模糊控制全自动滚筒洗衣干衣机属于创新项目，填补国内空白，达到国际先进水平。它的研制成功，必将大大推动中国乃至世界洗衣

全自动洗衣机的工作原理及构造

全自动洗衣机的工作原理及构造 全自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识，以下就其原理和构造作一分析。洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。首先充满于波轮叶片间的洗涤液，在离心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波轮中心处，因甩出液体而形成低压区，又使得洗涤液流回波轮附近。这样，在波轮附近形成了以波轮轴线为中心的涡流。衣物在涡流的作用下，作螺旋式回转，吸入中心后又被甩向桶壁，与桶壁发生摩擦。又由于波轮中心是低压区，衣物易被吸在波轮附近，不断地与波轮发生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脱离衣物。其次，当衣物被放进洗涤液之后，由于惯性作用运动缓慢，在水流与衣物之间存在着速度差，使得两者发生相对运动，水流与衣物便发生相对摩擦，这种水流冲刷力同样有助于污垢离开衣物。再次由于洗衣涌形状的不规则，当旋转着的水流碰到桶壁后，其速度和方向都发生了改变，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做无规则地运动并翻滚，其纤维不断被弯曲、绞纽扣拉长，衣物相互相摩擦，增大了洗涤的有效面积，提高衣物的洗净的均匀性。全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通 断：从而实现自动控制的。电磁 进水阀起着通、断水源的作用。 当电磁线圈断电时，移动铁芯在 重力和弹簧力的作用下，紧紧顶 在橡胶膜片上，并将膜片的中心 小孔堵塞，这样阀门关闭，水流 不通。当电磁线圈通电后，移动 铁芯在磁力作用下上移，离开膜 片，并使膜片的中心小孔打开， 于是膜片上方的水通过中心小 孔流入洗衣桶内。由于中心小孔 的流通能力大于膜片两侧小孔的 流通能力，膜片上方压强迅速减小，膜片将在压力差的作用下上移，闭门开启，水流导通。 水位开关实际上是一个压力开关。气室的入口与洗衣桶中的贮气室相联接。当水注入洗衣桶后，贮气室口很快被封闭，随水位上升，贮气室的水位也上升，被封闭的空气压强亦增大，水位开关中的波纹膜片受压而胀起，推动顶杆运动而使触点改变，从而实现自动通断。智能型模糊控制的全自动洗衣机还可以自动判断水温、水位、衣质衣量、衣物的脏污情况，决定投放适量的洗涤剂和最佳的洗涤程序。其方法是：在洗衣桶内注入一量水后使电机低速运转，平稳后快速断电，洗衣桶在惯性作用下带动电机继续转动。此时，电机绕组产生反电动势，对其半波整流并放大整形后获得一矩形脉冲系列。通过分析脉冲个数和脉冲宽度。就能得到衣质衣量情况。衣物的脏污程度是通过水的透明度来判断的。在洗衣桶的排水口处加一红外光电传感器，使红外光通过水而进入另一侧的接收管。若水的透明度低，接收管获得的光能小，说明衣物较脏。脱水时采用压电传感器。当脱水桶高度旋转时，从脱水桶喷射出来的水作用于压电传感器上，根据这个压力变化，自动停止脱水运转。 Ap1008115 李汝迪

洗衣机模糊控制matlab仿真

洗衣机模糊控制仿真 1.模糊控制背景 美国教授查徳（L.A.Zandeh）在1965年首先提出模糊集合的概念，由此打开了模糊数学及其应用的大门。 1974年英国教授马丹尼（E.H.Mamdani）首先将模糊集合理论应用于加热器的控制，创造了模糊控制的基本框架。 1980年，Sugeno开创了日本的首次模糊应用——控制一家富士电子水净化厂。1983年他又开始研究模糊机器人。 随着模糊控制技术的不断发展，模糊控制逐渐被应用到日用家电产品的控制，例如电饭锅﹑照相机﹑吸尘器﹑洗衣机等。 2.仿真目的 本次仿真的主要目的是设计一个比较合理的洗衣机模糊控制器，它能够根据被洗涤衣物的污泥多少和油脂多少，综合得到洗涤时间，从而达到最佳的洗涤效果。 3.仿真方法 本次仿真借助matlab中集成的模糊控制工具箱，使用图形界面进行模糊控制器的设计。最后随意给定几组输入，得到输出并作出简单分析。4.模糊控制器的设计 4.1模糊控制器理论设计方法 ①选择合适的模糊控制器类型； ②确定输入输出变量的实际论域； ③确定e,e?,u ?的模糊集个数及各模糊集的隶属度函数； ④输出隶属度函数选为单点，可使解模糊简单； ⑤设计模糊控制规则集； ⑥选择模糊推理方法； ⑦解模糊方法。

4.2实际设计过程 ①模糊控制器类型：选用两输入单输出模糊控制器，控制器输入为衣物的污泥和油脂，输出为洗涤时间。 ②确定输入输出变量的实际论域：输入为Mud(污泥)和Grease （油脂），设置Range=[0 100]（输入变化范围为[0,100]）；输出为Time(洗涤时间)，Range=[0 60]（输出变化范围为[0,60]）。 对应matlab 中模糊控制模块： ③确定模糊集个数及各模糊集的隶属度函数：将污泥分为3个模糊集：SD （污泥少）MD （污泥中）LD(污泥多)；將油脂分为三个模糊集：NG （油脂少）MG （油脂中）LG （油脂多）；将洗涤时间非为5个模糊集：VS （很短）S （短）M （中等）L （长）VL （很长）。 输入﹑输出隶属度函数都定为三角形隶属函数。结合④输出隶属度函数选为单点，可使解模糊简单；定义污泥隶属函数如下 50)50()(x x SD -=μ 0≤x ≤50 50 x 0≤x ≤50 =Mad μ =)(x MD μ 50 ) 100(x - 50＜x ≤100 50)50()(-=x x LD μ 50＜x ≤100 对应matlab 中隶属度函数仿真图如下：

基于模糊控制的全自动洗衣机自动控制系统

目录 基于模糊控制的全自动洗衣机自动控制系统 目录 摘要 ······························································································· I Abstract ··························································································· II 1绪论 (1) 1.1全自动洗衣机的介绍 (1) 1.1.1全自动洗衣机的发展背景 (1) 1.1.2全自动洗衣机的发展前景 (1) 1.1.3全自动洗衣机的设计目的 (2) 1.1.4模糊控制理论简介 (2) 1.2全自动洗衣机的设计方案 (3) 1.2.1按键 (3) 1.2.2洗衣机的自检 (3) 1.2.3洗衣程序 (3) 1.2.4显示 (4) 1.2.5传感器 (4) 2硬件电路介绍 (5) 2.1 CPU选型 (5) 2.289C51的存储器与寄存器 (7) 2.3A/D转换器 (7) 2.4传感器 (10) 2.5显示器 (11) 3软件设计 (14) 3.1全自动洗衣机中的模糊控制 (14) 3.1.1模糊控制器 (14) 3.1.2模糊控制实现方法 (14) 3.2软件流程图及代码 (15) 3.2.1寄存器 (15)

目录 3.2.2流程图及其代码 (16) 3.3伟福仿真器 (52) 3.3.1伟福仿真器简介 (52) 3.3.2伟福仿真器特点 (53) 结论 (54) 致谢 (55) 参考文献 (56) 附录A程序代码 (60) 附录B原理图 (69)

洗衣机模糊控制建模

智能控制课程作业 模糊控制理论实验报告 题目洗衣机系统模糊控制建模与仿真 班级 姓名 学号

2014年3月13日 一.实验目的 通过设计洗衣机洗涤时间的模糊控制系统，理解模糊控制的基本原理。掌握模糊控制系统MATLAB建模与仿真的方法。 二.实验原理 洗衣机洗涤时间的模糊控制是一个开环模糊决策过程，其基本原理框图如图 1-1所示。它的核心部分是模糊控制器，模糊控制器的控制律由计算机程序来实现。 图1-1系统原理框图 系统选用两输入单输出的模糊控制器。控制器的输入为衣物的污泥量x和油脂量y,输出为洗涤时间z。 将污泥分为3个模糊集：SD （污泥少）,MD （污泥中）,LD （污泥多）；将油脂分为3个模糊集：NG （油脂少），MG （油脂中），LG （油脂多）；将洗涤时间分为5个模糊集：VS（很短），S （短），M （中等），L （长），VL很长。 首先，定义输入x，y变量，输出z变量的隶属函数。根据“污泥越多，油脂越多，洗涤时间越长”；“污泥适中，油脂适中，洗涤时间适中”；“污泥越少，油脂越少，洗涤时间越短”的规律建立洗衣机模糊规则表。然后，根据模糊规则进行模糊推理并得到洗涤时间的模糊集合。最终，利用重心法对模糊系统反模糊化，将洗涤时间的推理结果转化成精确值z输出。 三.实验内容 利用MATLAB软件实现上述洗衣机系统模糊控制的建模与仿真。 1. 建立x,y,z的隶属函数 洗衣机系统变量x,y,z的隶属函数分段表达式，如式1-1所示。

在MATLAB 中，定义本系统为一个 Mamdani （普通）型模糊控制系统，命 名为a 。根据式1-1，分段建立系统a 的x,y,z 变量隶属函数，如图1-2所示际 (X )=(50—x y 50 0兰x 兰50 lx /50 0兰x 兰50 D (X 鬥(100—x j/50 50 ex 兰100 % (x )=(x _50)/50 50 ex 兰100 ?NG (y 尸f 50 - y )/50 0兰y 兰50 fy/50 0兰y 兰50 2 ^M G "尸((100 —y )/50 50 cy 兰100 比G (y )=(y -50 y50 50 c y 兰100 》 s (z )=(10—z )/10 0兰z 兰10 fz/10 0 Ez 兰10 比㈠尸 j (25_z )/15 10cz 兰25 ff z —10 M15 10兰z 兰25 =? ?M (Z }= i 、「 J40—z )/15 25

模糊控制全自动洗衣机分解

模糊控制全自动洗衣机论文 2013-5-21 模糊控制全自动洗衣机 摘要：本文介绍模糊控制在全自动洗衣机中的应用，包括模糊全自动洗衣机的模糊推理、物理量检测以及它的洗衣过程和控制电路。其中控制电路是以单片机为控制电路核心，其主要由电源电路、状态检测电路、显示电路和输出控制电路组成，分别介绍了各控制电路的工作原理和控制元件的组成。 关键词：模糊控制；全自动洗衣机；单片机；传感器；检测；隶属函数； 、尸■、亠 前言 开发最早的模糊家电产品是洗衣机，洗衣机一般要根据洗衣量的大小、衣物的污垢程度、衣物的质量性质、水温的高低来决定洗涤的时间、水流的强弱、洗涤剂的用量等。一个有经验的家庭主妇能够把衣物洗得干干净净又不损坏衣料而且又节水、电，这并不是任何人都能够做到的。因此设计一个“按钮”洗衣机，它能够根据具体的洗涤情况去调节洗涤水流、洗涤时间等，把衣物洗得干净清爽是人们所向往的。日本松下、日立、三洋、东芝、夏普等电器公司竞相占领了这个市场，先后推出了多种智能的模糊洗衣机。据说，这些洗衣机在其他相同的情况下，可以比普通洗衣机提高洗净度20%，几乎可以达到一个有洗衣经验的主妇的水平。下面以一种模糊控制洗衣机为例，来分析其实现的原理和方法。

1 洗衣条件 要把衣服洗干净，去除污垢，与如下一些因素有关: 衣服的质料、水的硬度、水的多少和温度、洗涤剂的性能和多少、机械力的大小和作用时间等。 ①衣服的质料一般衣服质料纤维可分为两大类：自然纤维的棉制品和人造化学纤维织品。棉制品的污垢不仅在表面上，而且还渗透纤维内，所以棉制品要比化学纤维织品难洗。 ②水水可以带走一般的灰尘和水溶性污垢，所以不用洗涤剂也可以洗去部分污垢。但是由于表面张力的缘故，水不能溶去和分解油脂类污

模糊控制系统及其MATLAB实现

模糊控制系统及其MATLAB实现 1. 模糊控制的相关理论和概念 1.1 模糊控制的发展 模糊控制理论是在美国加州伯克利大学的L.A.Zadeh教授于1965 年建立的模 糊集合论的数学基础上发展起来的。之后的几年间Zadeh又提出了模糊算法、模糊 决策、模糊排序、语言变量和模糊IF-THEN规则等理论，为模糊理论的发展奠定了 基础。 1975年，Mamdani和Assilian创立了模糊控制器的基本框架，并用于控制蒸 汽机。 1978年，Holmblad和Ostergaard为整个工业过程开发出了第一个模糊控制器——模糊水泥窑控制器。 20世纪80年代，模糊控制开始在工业中得到比较广泛的应用，日本仙台地铁 模糊控制系统的成功应用引起了模糊领域的一场巨变。到20世纪90年代初，市场 上已经出现了大量的模糊消费产品。 近30 年来, 因其不依赖于控制对象的数学模型、鲁棒性好、简单实用等优点, 模糊控制已广泛地应用到图像识别、语言处理、自动控制、故障诊断、信息并且渗透到社会科学和检索、地震研究、环境预测、楼宇自动化等学科和领域, 自然科学许多分支中去, 在理论和实际运用上都取得了引人注目的成果。 1.2 模糊控制的一些相关概念 用隶属度法来定义论域U中的集合A，引入了集合A的0-1隶属度函数， 用,()x表示，它满足: A xA,1, ,x(),,AxA,0,

用0-1之间的数来表示x属于集合A的程度，集合A等价与它的隶属度函 数,()x A 模糊系统是一种基于知识或基于规则的系统。它的核心就是由所谓的IF-THEN 规则所组成的知识库。一个模糊的IF-THEN规则就是一个用连续隶属度函数对所描述的某些句子所做的IF-THEN形式的陈述。例如: 如果一辆汽车的速度快，则施加给油门的力较小。 这里的“快”和“较小”分别用隶属度函数加以描述。模糊系统就是通过组合IF-THEN规则构成的。 构造一个模糊系统的出发点就是要得到一组来自于专家或基于该领域知识的模糊IF-THEN规则，然后将这些规则组合到单一系统中。不同的模糊系统可采用不用的组合原则。 用隶属度函数表征一个模糊描述后，实质上就将模糊描述的模糊消除了。 模糊控制系统设计的关键在于模糊控制器的设计。模糊控制器的设计主要有三个部分: (1) 输入量的模糊化 所谓模糊化(Fuzzification) 就是先将某个输入测量量的测量值作标准化处理,把该输入测量量的变化范围映射到相应论域中,再将论域中的各输入数据以相应的模糊语言值的形式表示,并构成模糊集合。这样就把输入的测量量转换为用 隶属度函数表示的某一模糊语言变量。 (2) 模糊逻辑推理 根据事先已定制好的一组模糊条件语句构成模糊规则库,运用模糊数学理论对 模糊控制规则进行推理计算,从而根据模糊控制规则对输入的一系列条件进行综合评估,以得到一个定性的用语言表示的量,即模糊输出量。完成这部分功能的过程就是模糊逻辑推理过程。

基于MATLAB的模糊控制洗衣机的设与仿真(谷风软件)

基于MATLAB的模糊控制洗衣机的设计与 仿真 卫瑶瑶,王胜红 （南京农业大学工学院，210031） 摘要：根据模糊控制的原理对传统洗衣机进行改造，设计了模糊控制系统。通过MA TLAB仿真，采用取最大隶属度法得到清晰化结果，所得结果与理论计算结果一致。 关键词：模糊控制；洗衣机；MA TLAB Design and Simulation of Fuzzy Control System of Washing Machine Based on MATLAB Wei yaoyao, Wang Shenghong (College of Engineering，Nanjing Agricultural University，210031) Abstract: This paper designed a fuzzy control system for washing machine based on the theory of fuzzy control. This paper conducted the simulation of MATLAB, and took maximum membership degree method to get the results of clarity. Finally, it’s proved that the simulation results is the same with theory calculation. Keywords: fuzzy control; washing machine; MATLAB 自动控制从最早的开环控制起步，然后是反馈控制、最优控制、随机控制，再到自适应控制、自学习控制、自组织控制，一直发展到自动控制的最新阶段——智能控制。智能控制的几个重要分支有：专家系统、模糊控制、神经网络控制等。作为人类思维外壳的自然语言，本身就带有模糊性，这是计算机所不能理解的。模糊控制是以模糊集合理论和模糊逻辑推理为基础，把专家用自然语言表述的知识和控制经验，通过模糊理论转换成数学函数，再用计算机进行处理。传统控制方法对一个系统进行控制时，首先要建立控制系统的数学模型，即描述系统内部物理量（或变量）之间关系的数学表达式，必须得知道系统模型的结构、阶次、参数等。然而在工程实践中人们发现，有些复杂的控制系统，虽然不能建立起数学模型，无法用传统控制方法进行控制，但是凭借丰富的实际操作经验，技术工人却能够通过相应操作得到满意的控制效果【1】。 模糊控制之所以被人们广泛接受，是因为其有以下优点：（1）模糊控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型；（2）模糊控制易于被操作人员接受；（3）便于用计算机软件实现；（4）鲁棒性和适应性好。 1 洗衣机模糊控制系统的原理 传统洗衣机从控制角度看，实际上是一台按事先设定好的参数进行顺序控制的机器，它不能根据情况和条件的变化来改变参数。而模糊逻辑控制的智能洗衣机，它能够完成除开启电源、放取衣物之外的全部功能，智能洗衣机的核心是单片机控制板，它具有检测和控制

基于matlab的洗衣机模糊控制器的设计及仿真

基于matlab 的洗衣机模糊控制器的设计及仿真 以洗衣机洗涤时间的模糊控制系统设计为例，其控制原理是根据衣物上污泥和油脂的程度，调节洗涤时间，该控制是一个开环的模糊决策过程，模糊控制按以下步骤进行： 1. 确定模糊控制器的结构 选用两输入单输出的模糊控制器。控制器的输入为衣物的污泥和油脂，输出 为洗涤时间。 2. 定义输入、输出的模糊集 将污泥分为3个模糊集：SD （污泥少），MD （污泥中），LD （污泥多），取 值为[0,100];将油脂分为3个模糊集：NG （油脂少），MG （油脂中），LG （油脂多），取值为[0,100];将洗涤时间分为5个模糊集：VS （很短），S （短），M （中等），L （长），VL （很长），取值为[0,60]。 3. 定义输入、输出隶属函数 选用如下三角形隶属函数可实现污泥的模糊化。 采用Matlab 进行仿真，污泥隶属函数仿真结果如图1所示。 选用如下三角形隶属函数实现油脂的模糊化，如图2所示。 ?? ?? ? ??≤<-=?? ?≤<-≤≤=≤≤-==100 5050/)50()(1005050/)100(50050/)(50050/)50()(x x x x x x x x x x x LD MD SD μμμμ污泥 ?? ?? ? ??≤≤-=?? ?≤<-≤≤=≤≤-==100 5050/)50()(1005050/)100(50050/)(50050/)50()(y y y y y y y y y y y LG MG NG μμμμ油脂

图1污泥隶属函数 图2油脂隶属函数 选用如下三角形隶属函数实现洗涤时间的模糊化，如图3所示。