当前位置:首页>行业资讯>技术应用>资讯内容

模糊控制电热水器的设计

发布日期:2017-08-02 来源: 中国太阳能热水器网 查看次数: 1308 作者:[db:作者]

核心提示:  模糊家电是指采用模糊控制器的家用电器。在家用电器控制中采用模糊控制技术是一种全新的技术,使用这种技术的家电产品能更好地满足人们对家用电器自动化的要求。电热水器是一种可供洗浴、厨房等使用的家用电器。

  模糊家电是指采用模糊控制器的家用电器。在家用电器控制中采用模糊控制技术是一种全新的技术,使用这种技术的家电产品能更好地满足人们对家用电器自动化的要求。电热水器是一种可供洗浴、厨房等使用的家用电器。它具有无污染、安全、保温时间长、使用方便等优点。但是随着人们生活水平的提高,人们对它的要求也在不断增加。目前市场上的两种电热水器,即连续水流式和贮水式电热水器,它们虽各有优点,但它们在有些方面仍达不到人们的要求。由于模糊控制主要是模仿人的控制经验而不是依赖控制对象的模型,因此模糊控制器实现了人的某些智能。近年来,模糊控制最为一种新颖的智能控制方式越来越受到人们的重视。将模糊控制技术应用于电热水器之中,能够很好的解决现在电热水器所不能满足人们要求的问题,从而更好地方便人们的生活。

  2模糊控制的基本原理模糊控制技术是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制,它的基本原理如所示。

  可以概括为以下四个步骤:第一,根据本次采样得到的系统的输出值,计算所选择的系统的输入变量;第二,将输入变量的精确值变为模糊值;第三,根据输入变量模糊量)以及模糊控制规则,按模糊推理合成规则计算模糊量;第四,由上述得到的控制量计算精确的控制量。

  模糊控制器的设计基本方法为:①确定模糊控制器的输入变量与输出变量。②设计模糊控制器的控制规则。③确立模糊化与非模糊化的方法。④选择模糊控制器的输入,输出变量出版社,2001. 7李学海。PIC单片机实用教程-提高篇。北京航空航天大学出版社,2002. 8何立民。单片机高级教程-应用与设计。北京航空航天大学出版社,1999. 9何立民。单片机应用技术选编(8)。北京航空航天大学出版社,2000.余永权。模糊控制技术与模糊家用电器。北京航空航天大学出版社,2000.编辑韩彬)的论域,并确定模糊控制器的参数量化因子,比例因子等)。⑤编制模糊控制算法的应用程序。⑥合理选择模糊控制算法的采样时间。

  模糊控制系统往往把一个被控制量的偏差、偏差的变化以及偏差变化的变化作为模糊控制器的输入。从理论上讲,模糊控制器的维数越高,控制越精细。但控制器的维数越高,模糊控制规则就越复杂,控制算法的实现就越困难。所以,目前被广泛采用的均为二维控制器,这种控制器以偏差和偏差的变化为输入变量,以控制量的变化为输出变量。

  模糊控制规则的设计一般包括:选择描述输入输出变量的词集,定义一个模糊变量的模糊子集及建立模糊控制器的控制规则。输入输出变量的词集一般为"B,"M,"S,"0,P0,PS,PM,PB丨。定义模糊变量的模糊子集就是要确定模糊子集隶属函数的形状,一般用正态分布。控制规则的可用条件语句描述,即IFAANDBTHE"C等。然后建立控制规则表。

  模糊化就是把精确量转为模糊量,可用公式:!=12 %+'(/2/(-%(,精确量的实际变化范围为。模糊控制的输出是一个模糊量,它不能直接控制被控制对象,还需将其转为精确量。此过程亦称为清晰化,判决。它有三种方法:①选取最大隶属函数法,该法简单易行,但利用信息少;②取中位数法;③加权平均判决法,该法利用信息多,但计算量大。

  设计模糊控制器合理选择输入变量的量化因子和输出控制量的比例因子也是非常重要的。必须考虑所计算的字长,输入输出接口中D/A,以D转换的精度和范围。比例因子过大或过小都会影响系统不能正常工作。

  3模糊控制在电热水器上的应用当系统上电,如为定时工作方式,则通过短时加热判断其温度变化率。再依据这一温度变化率和初始温度与给定温度的差值大小,推断出加热时间的提前量,以便于用户在锁定时间到来时及时用到热水,避免等用热水的情况出现,同时克服了保温时消耗电能的情况,起到了节电的作用。在本系统中采用目前广泛应用的二维模糊控制器。设模糊控制变量为温度偏差温度偏差变化),加热时间提前量)。其推理过程如下:模糊变量词集:选择+的词集为-负,零,正小,正,正大。选择的词集+为-负大,负,负小,零,正小,正,正大。选择,的词集为-零,正小,正中,正大)。可将温度偏差量化论域划分为5档0,1,2,3,4丨。通过统计可得模糊变量e的赋值表如表1所示。将温度偏差变化量化论域划分为7档-3,-2,-1,0,1,2,3,则模糊变量的赋值表如表2所示。将加热时间提前量量化论域划分为5档0,1,2,3,4,通过统计输出变量c的赋值表如表3所示。本系统采用IFAA"DBTHE"C为模糊规则。其中A:偏差模糊子集;B:偏差变化模糊子集;C:输出量模糊子集。模糊控制规则表如表4所示。

  表1模糊变量!赋值表量化等级\表2模糊变量赋值表量化等级\表3输出变量c赋值表量化等级'\表4模糊控制规则表模糊关系/采用/=F10x3,xC,本系统采用加权平均法求得最后的值为:4控制软件控制软件采用模块化形式,由主程序和各种子程序组成。其主程序流程如所示。模糊控制器的控制算法是由计算机的程序实现的。这种程序一般包括两个部分,一个是计算机离线计算查询表的程序,属于模糊矩阵运算。另一个是计算机在模糊控制过程中在线计算输入变量偏差、偏差变化)并将它们模糊化处理,查找查询表后再作输出处理的程序。其模糊算法程序框图如所示。

  王毓慧会由于多种因素的影响出现相应的变化。吸油烟机的性能设计及性能改进,应当在对油烟的这些变化有了充分了解的基础上进行,才会产生预期的效能。

  油烟在吸油烟机内的流动状态探讨1油烟的一般状态吸油烟机的工作对象就是油烟,在对油烟机分类后,即可对其各方面性能有一个比较全面的了解。如一台老板牌CX+-烟式、拦截式集流面式、网罩集油式、直排式“吸油烟机,并且在采用直接驱动油烟”工作方式时,用以驱动油烟使其产生流动的工作介质也是油烟,所以在讨论油烟在吸油烟机内的流动状态以前,有必要对油烟的一般状态有所了解。

  1.1油烟是一种混合气体吸油烟机的工作对象――油烟,是一种混合气体,以大气成份为主,但在相当多的时候,油烟中包含了在烹饪过程中所形成的诸如燃料废气包括一氧化碳、二氧化碳、硫化物及氮化物等)、燃料颗粒如碳粒、灰尘等)、食用油挥发物主要是蒸发的油蒸气及微滴)、水蒸汽等,成份十分复杂。由于受到传统饮食习惯影响,我国城乡居民在烹饪过程中往往都喜欢用大量的油来煎、炒、烹、炸,因此在烹饪过程中所形成的油烟数量及浓度要远远大于习惯于以生、冷为主要食品的西方居民家庭。

  1.2油烟是一种气体状流体油烟是一种气体状流体,其比重比洁净空气略重,密度一般为1.30-1.34kg/m3空气为1.293kg/m3)并具有以下的为气体所具备的物理特征:可流动性:和空气一样,油烟具有良好的流动性,‘在气体中相近的两个空间区域里,只要有很小的压强差存在,就能使气体很快地运动“吸油烟机的工作原理正是在此基础上形成的。

  膨胀性:与空气一样,油烟受热后体积会膨胀增加,遇冷则油烟体积会收缩。

  粘性:与所有的流体一样,因受气体分子间力的作用,油烟在流动中表现出一定的粘性,与液体所不同的是,油烟粘度是随着温度的上升而增高的,引起油烟温度上升的因素,可以是外界因素作用的结果如油烟受到炉灶、油锅的烘烤),也可以是内部因素作用如油烟在急速流动中气体分子间的碰撞以及与吸油烟机导流面的磨擦都会引起升温),都可导致油烟粘度增加。

  而粘度增高,则会影响到油烟的顺利流动。

  边界层或附面层:油烟在流动过程中,与导流面表面会形5总结基于模糊控制的电热水器具有多功能、安全、适用性强等特点,并与同类的电热水器相比还具有节能的优点。随着现代微电子技术与模糊数学二者结合,孕育了模糊数学应用蓬勃发展的新局面。可以预料,模糊控制技术将对未来家电产品产生巨大影响。

网友评论

共有0条评论
马上注册
鲁公网安备 37030402000385号