研究生课程设计（论文）
姓名： 曹挺
学号： 20114329042
成绩：
学期：2011-2012第二学期
教师（签字）：
智能控制在洗衣机上的应用
摘要：
本人在三星电子从事洗衣机新品结构研发工作，本文会从本人参与研发的机型grace系列来分析智能控制在洗衣机上的应用。首先先感谢三星洗衣机电装开发part对本人的教导。
耐磨铸铁 目前滚筒洗衣机正朝着两个方向同时发展，第一是洗涤技术的不断改进，例如三星hudson洗衣机的蒸汽洗技术，松下Q系列的超声波洗，三星baikal、seine复方川羚定喘胶囊系列的银离子洗。第二是控制技术，比如三星、松下使用在高端型号上的模糊控制技术，例如三星的potomac、grace、bigbang系列。令人悲剧的是这些三星的高端型号只销往北美地区，不做国内市场，这是题外话。 蜗轮滚刀 洗衣机的智能控制最终目的就是在无人干预，通过洗衣机自身判断衣物的情况并制定出适合的洗涤参数完成洗涤工作。本文着眼于滚筒洗衣机控制的研究，将智能控制引入到洗衣机中，使得合理的利用水电资源起到节水，节电的目的，更重要的是提升洗衣机的智能程度，方便使用，提高生活质量，告别烦琐的多参数设置。本文中将人工智能的部分技术应用到滚筒洗衣机的控制中，其中有模糊控制，神经网络控制，模糊神经网络控制。模糊控制用于解决在普通洗衣机中人为选择温度，水位等参数设置问题。神经网络控制是对洗
农机中出现的异常进行判断报警。模糊神经网络控制针对洗涤过程中水量的合理分配，起到节水的作用。由于个人水平有限，正文部分只从模糊控制在洗衣机上的应用方向进行研讨。
关键词：智能控制，模糊控制，滚筒洗衣机
正文（全文在6-10页左右）
模糊控制是一种以模糊集合论、模糊语言变量以及模糊逻辑推理为数学基础的新型计算机数字控制算法。模糊控制的基础是模糊数学，模糊控制的实现手段是微型计算机。模糊控制具有以下特点：一是无需知道被控对象的数学模型(依据被控对象的控制经验)；二是一种反映人类智慧的智能控制(大、中、小等模糊量)三是容易被人们接受(控制规则——符合人类的语言表达)；四是构造容易；五是适应性好。
模糊自动控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制。从线性控制与非线性控制的角发分类，模糊控制是一种非线性控制．从控制器的智能性看，模糊控制属于智能控制的范畴。如果没有模糊数学，就不会有模糊控制，同样，没有计算机，模糊自动控制也无法实现。由测量、控制器、被控对像及执行机构组成的自动控制系统．即常规负反馈控制系统，其系统方框图如图示1-1。
图1-1 反馈控制系统方框图
模糊控制属于计算机数字控制的⋯种形式，因此，模糊控制系统的组成类同于一般的数字控制系统，一般可以分为四个组成部分，如图1-2所示。
图1-2 模糊控制系统框图
(1)模糊控制器：实际上是一台微计算机，根据控制系统的需要，既可以选用系统机，叉可以选用单板机或单片机。
(2)输入／输出接口装覆：摸糊控制器通过输入／输出接口从被控对象获取数字信号量，并较模糊控制器决策的输出数字信号经过数模变换，将其转变为模拟信号，送给执行机构去控制被控对象。在I／O接口装置中，除A／D、D／A
转换外，还包括必要的电平转换线路。
(3)广义对象：包括被控对象及执行机构，被控对象可以是线性或非线性的、定常或时变的，也可以是单变量或多变量的、有时滞或无时滞的以及有强干扰的多种情况。
(4)传感嚣：传感器跫将被控对象或各种过程的被控制量转换为电信号(模
拟的或数字的)的一类装置。被控制量往往是非电量。如温度、压力、流量、
浓度、湿度等。传感器在模糊控制系统中占有十分重要的地位，在选择传感器
时，应注意选择精度高且稳定性好的传感器。
洗衣机的模糊控制是指洗衣机通过传感器来判别衣物的重量，质地以及污染的程度，来自动确定水位的高低、洗涤剂的用量、流水强度，并确定最佳洗涤顺序。由于洗衣过程的控制对象很难用精确的数学模型来描述，所以采用传统的控制方法难以取得理想的洗涤效果，而模糊控制方法却能很好地解决这个问题。
在洗涤衣物过程中，衣物的多少，面料的软硬等都是模糊量，所以首先做人量的实验，总结出人为洗涤方式，从而形成模糊控制规则。根据传感器接收的信息，洗衣机判断出衣物多少，面料软硬和脏污程度、脏污性质，推理作出模糊决策。从而完成注水量、洗涤时间、水流强弱、洗涤方式、脱水时间、排水等所有功能，自动地完成‘进水”、“洗涤”、“排水”、“脱水”等全过程。具体工作方式如下：
分析洗衣机的运行过程可以看出，其主要被控参量是洗涤时间和水流强度(即电机转速)．影响这一输出参量的主要因素是被洗衣物的脏污程度和脏污性质．这两个量可以用水的浑浊度和浑浊度变化率来表示(即浑浊性质)短裤避孕，在洗涤过程中，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：输人和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。应用模糊控制技术就能容易解决这个问题。
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，主要是考虑衣服材质，数量，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1-3所示。
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图1-3模糊洗衣机的模糊推理
战术防身笔 从图1-3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，而衣服数量、材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。
第一节：洗衣机硬件上的模糊控制
要清楚的知道模糊洗衣机的运行原理，首先先介绍模糊洗衣机是如何工作的。模糊控制洗衣机主要是靠传感器感知收集各种信息数据。
模糊控制洗衣机的主要传感器：
水位传感器——根据洗涤物的多少自动感知，设定并自动控制用水量。
布质传感器——利用主电机在不同布阻抗时的制动特性，感知衣物的布量和布质，确定洗涤方法。
水温传感器——可以根据环境温度和水温，自动决定洗涤时间。
光电传感器——根据衣物洗涤过程中洗涤循环水的透光率（脏程度），决定最佳洗衣程序。
